INFORME TECNICO

COMPLEJO ESTUDIO CON TECNOLOGIA DE ESCANEO GPR DEL SUBSUELO

DEL ARQUEOLOGICO DE SACSAYHUAMAN

SERVICIOS DE INVESTIGACION GEOFISICA

Ing. Andrey Verianov

Ing. Alexandr Drozdov

Ing. Ramon Sotomayor

MG. Armando Minaya Lizarraga

Email: geo.geotek@gmail.com

Telef. (054) 254244

Cell. 958253007, 958253008

AREQUIPA * PERU

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INDICE:

1. INTRODUCCION
2. ANTECEDENTES
3. OBJETIVO
4. DESCRIPCION DEL EQUIPO UTILIZADO
5. ADQUISICON DE DATOS
6. PROCESAMIENTO E INTERPRETACION DE RESULTADOS
7. ANALISIS SUPERFICIAL DE LOS BLOQUES

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

ESTUDIO CON TECNOLOGIA DE ESCANEO GPR DEL SUBSUELO DEL COMPLEJO

ARQUEOLOGICO DE SACSAYHUAMAN

1. INTRODUCCION

En los últimos años se ha observado que el complejo arqueológico de Saсsayhuaman

sufre procesos destructivos, por agentes meteorológicos y antrópicos y que fue
informado por personal encargado del mantenimiento de estas ruinas al Instituto
Nacional de Cultura del Perú (INC). Estos procesos destructivos se refieren a formaciones
de grietas con humedad en distintos puntos de las paredes, provocando dislocaciones de
los muros principales, llegando en algunos casos a colapsar.

A inicios del mes de julio del presente año el Ministerio de Cultura convoco a un grupo de
Geofísicos e Investigadores del Instituto de Geofísica e Investigaciones del Mar de Moscú
(VNIISMI) a través de su representada GEO & ASOCIADOS SRL en el Perú y en
coordinación con la Dirección Regional de Cultura del Cusco (DGC), para analizar in situ
los problemas que vienen presentándose en el complejo arquitectónico Sacsayhuaman

2. ANTECEDENTES

En los últimos años se ha observado que se han presentado cambios meteorológicos

profundos, como incremento de precipitaciones pluviales, temperatura entre otros;
contaminación del medio ambiente por emisión de gases, afectando diferentes regiones
del mundo y la zona arqueológica de Sacsayhuaman no está exenta de ello.

Estos cambios o procesos destructivos pueden llevar a situaciones catastróficos de uno

de los monumentos más importantes de la civilización Inca, y reconocida como
patrimonio de la humanidad. A raíz de este problema se requirió un estudio integral para
poder determinar las causas de la lenta destrucción del complejo Sacsayhuaman. La
búsqueda de una tecnología que ayude a interpretar con precisión estos fenómenos fue
imprescindible, recurriéndose en primera instancia a tecnologías convencionales de
geología y geofísica las cuales no ofrecían la claridad ni los detalles necesarios que

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ayuden a tomar decisiones importantes para detener estos procesos destructivos del
complejo arqueológico.

Además del problema que está relacionado a los suelos y el agua, existe también el
deterioro de los bloques de la zona arqueológica por acción del medio ambiente,
provocando erosión de su superficie, tal como se muestra en las Fotografías; este
problema es de igual importancia por el impacto que provoca en la conservación
arquitectónica de los bloques.

En el mes de junio del presente año la Dirección Regional de Cultura (DRC) de Cusco
solicitó al Ministerio de Cultura que el complejo arqueológico de Sacsayhuaman sea
declarado en emergencia, que un equipo de especialistas elabore un plan de intervención
para salvaguardar el patrimonio inca desde el punto de vista arqueológico, topográfico,
geológico, geofísico, etc., es decir, un equipo multidisciplinario.

3. OBJETIVO

El objetivo del equipo de investigadores del Instituto VNIISMI de Moscú (Rusia) fue de
realizar el escaneo del complejo inca de Sacsayhuaman, para revelar áreas o zonas de
mayor humedad, grietas, rupturas o fallas, localizar objetos bajo la tierra, etc.

4. DESCRIPCION DEL EQUIPO UTILIZADO

El equipo

General technical features

Working frequency range, MHz, not less than: 1-50

Time discretization, ns: 2, 4, 8

Receiver sensitivity, µW, not less than: 100

Peak transmitter power, MW: 1-10

Energy potential, dB, not less than: 120

Average radiating power, mW, not more than: 100

Number of samples per scan (ns): 512, 1024, 2048, 4096

Power consumption, not more than (W)

- waiting mode: 2.5

- active mode: 3.0

- active mode with micro-light

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 Fotografía Nº1 Equipo de Escaneo GPR

5. ADQUISICIÓN DE DATOS

El escaneo se realizó en el mes de julio, en las plataformas del complejo arquitectónico

Sacsayhuaman Fotografía Nº1, con la intervención de los Ings. Andrey Veryanov, Alexander
Drozdov , Ramón Sotomayor y Igor Alexeev

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y la supervisión de un representante dela DGC. Cusco.

Arqueólogo Luis Guevara y Geólogo Edith Quirquihuaña Zavala

Para conseguir nuestro objetivo se utilizaron diversas antenas con diversos regímenes de
escaneo hasta obtener la información más precisa, se efectuaron 1.5 km
aproximadamente.

Fotografía Nº1 Ubicación de las líneas del escaneo en las plataformas del complejo
arquitectónico Sacsayhuaman.

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 Fotografía Nº2 Personal de GEO & ASOCIADOS SRL realizando el escaneo.

6. PROCESAMIENTO E INTERPRETACION DE RESULTADOS

Los resultados de los escaneos fueron enviados al instituto para el análisis e

interpretación. Este análisis de los datos fue ejecutado por el Ingeniero Pavel Morozov –
Director del instituto VNIISMI y especialista principal de la tecnología GPR.

De acuerdo a los antecedentes y la lógica de la tecnología se decidió usar el GPR para

escanear los niveles de la fortaleza de Sacsayhuaman con el objetivo de conocer la forma
de las estructuras internas del subsuelo en cada nivel y así poder analizar
comparativamente la continuidad de su formación.

Investigación de los 4 niveles de Sacsayhuaman.

En el proceso de investigación se ha realizado 4 perfiles en los 4 niveles principales del

complejo. Para tener mayor resolución y claridad los perfiles se realizaron con un paso de
10 cm (el paso se precisaba con ayuda de una cinta métrica colocada en el trayecto).

El de mayor interés que nos llamó la atención es el que se ubica debajo del 3er y 4to nivel, que se
encuentra entre los 60-70 m. (distancia superficial) del derrumbe hacia el oeste.

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 Reflejo de las radioondas de la
Límite de la zona fracturada superficie delos muros.

Figura N° 1 Radargrama filtrado donde se observa el límite de la zona de fracturas y el

reflejo de las radioondas de la sub-superficie de los muros.

En la zona del nivel 4 se registró una vasta zona de roca fracturada. La profundidad de las
fracturas detectadas va hasta los 10-12 metros.

Límite de la zona fracturada

Figura N° 2 Radargrama donde se observa el límite de la zona de fracturas de la sub-

superficie de los muros

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 Límite de la zona fracturada

Figura N° 3 Radargrama filtrado donde se observa el límite de la zona de fracturas y el

reflejo de las radioondas de la sub-superficie de los muros.

En el 3er nivel también se registran vastas áreas de fractura.

Limite de zonafracturada

Figura N° 4 Radargrama donde se observa el límite de la zona de fracturas de la sub-

superficie de los muros.

Esta extensa área de fracturas interseca la base de los muros, en la que se ha

determinado zonas receptoras de aguas subterráneas a manera de pequeñas lagunas y
también canales de aguas subterráneas que fluyen en algunos casos según la inclinación
natural del terreno. Si no se tiene el control de este flujo de aguas subterráneas bajo los
muros, llegara a la perdida de las fracciones solubles de la capa superior del suelo y la
pérdida de la capacidad portante de los cimientos del muro (Fotografía Nº3).
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En esta imagen se pueden ver las depresiones del subsuelo justo debajo de los cimientos
de los muros (Fotografía Nº4).

Hay que especificar que éste no es un caso único en Sacsayhuaman, donde se encuentran tales
zonas de ruptura. Más abajo se muestran más ejemplos similares en otros niveles (Fotografías
Nº4, 5 y 6).

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 7. ANALISIS SUPERFICIAL DE LOS BLOQUES

Durante las investigaciones de Sacsayhuaman por los especialistas de Geo & Asociados
SRL se ha detectado la erosión considerable de una gran cantidad de bloques de piedra.

Para llegar a la respuesta del porqué de estos procesos se han extraído muestras del
material que no presentaban ningún valor cultural o histórico (estas muestras fueron
proporcionadas por los empleados del complejo), efectuándose análisis espectral, físico y
químico en varios laboratorios de Rusia para que nos pueda relevar la formación
geológica exacta.

Objetivos

Los objetivos planteados eran mostrar la similitud y la diferencia de la composición

química y la estructura de las muestras, tomadas de las paredes de la zona arqueológica
de Sacsayhuaman y una cantera de piedra, donde posiblemente se extrajo el material
para la construcción de la fortaleza.

Esta investigación es necesaria para resolver dos cuestiones: la determinación de la

cantera, de donde se tomó la piedra para la construcción de Sacsayhuaman; clarificación
del método de procesamiento de polígonos de bloque.

Métodos de investigación y equipos:

1. Microscopio Óptico (microscopio de polarización Axio Imager A2m, Carl Zeiss
(Germany); microscopio binocular Discovery v. 12, Carl Zeiss, (Germany).

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2. Rayos X - análisis de fluorescencia de composición química (S4 Pioneer, Bruker,
Germany).

3. Rayos X –análisis de fases de estructuras (Miniflex II, RIGAKU, Japan).

Vista panorámica del tercer nivel de Sacsayhuaman cerca de la pared dañada (Muestra
№ 115)

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Lugar donde se tomo la muestra (izquierda), La muestra Nº4 fue tomada de la cantera,
donde se extrajo el probable material para la construcción de Sacsayhuaman (derecha).

Vista panorámica de la cantera, lugar donde se tomó la muestra Nº 115

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 Muestra Nº 4 es una piedra de color gris.

La muestra № 115 tiene una estructura de grano fino uniforme, se puede rayar
fácilmente con un cuchillo o un clavo dejando una tira de blanco en su superficie. La
muestra № 4 es más densa, difícilmente puede rayarse, tiene estructura no uniforme con
puntos de tonos claros y oscuros. Ambas muestras (Nº115 y Nº4) se disuelven fácilmente
en ácido acético y ácido clorhídrico

El estudio de las secciones delgadas petrográficos, tomadas de ambas muestras, reveló

que la muestra Nº4 es una piedra caliza orgánica, formada por microorganismos marinos
(foto 1). Sin duda- es una piedra natural.

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 Foto1.MuestraNº4 -piedra - caliza constituida por material orgánico.

La muestra Nº115 está constituida uniformemente por microcristales de calcita de 1-10

micras (foto 2), la Identificación de calcita se confirma con análisis por rayos X en fase.
También vemos pequeñas cadenas y "lentes" llenos con calcita cristalina más gruesa.

Foto 2.MuestraNº115 – bloque de material de Sacsayhuaman

El análisis fluorescente de rayos X, mostró que la composición química de ambas muestras es

casi idéntica(Tabla 1).

TABLA Nº1

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS DOS MUESTRAS

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CONCLUSIONES DE LOS ANÁLISIS

Las composiciones químicas de las muestras analizadas son las mismas, lo que
demostraría que el material de los bloques de la muestra (Nº115) se hace de piedra
caliza, extraída de la cantera (muestra Nº4).

El proceso para hacer el material del bloque, es imposible que sea un proceso de la
naturaleza. La caliza orgánica con estructura cristalina oculta, unida al agua y con alta
temperatura puede ser trans-cristalizado hasta un mármol, pero en este caso los cristales
serán grandes, porque los procesos de la naturaleza van lentamente, permitiendo que los
cristales crezcan en su forma natural. En cambio la estructura uniforme de los cristales
pequeños, como podemos ver en la muestra Nº115, sólo es posible de obtener si los
procesos son muy rápidos y cada punto del sistema se proporciona con agua y el material
de carbonato.

En términos generales según los resultados de los análisis, los bloques de Sacsayhuaman
pueden disolverse poco a poco por el ambiente ácido que se ve frecuentemente en las
precipitaciones atmosféricas en diferentes países que tienen industria pesada que
involucra ácidos como en la minería, entre otros. Para verificar esta versión se requiere
análisis químico de las precipitaciones atmosféricas. En caso de encontrar un pequeño
porcentaje de ácidos se tendrán que aplicar métodos modernos para proteger el
complejo arqueológico de Sacsayhuaman (como crear una capa protectora a los
bloques). Adicionalmente hubo investigación en el área circular de la parte Norte (Cocha)
de Sacsayhuaman (Arena) ya que interesa bastante desde el punto de vista arqueológico.

Para facilitar el escaneo se ha designó un área rectangular. En la imagen se ve como

marcamos los límites de los perfiles con los puntos de 1-4. En total se ha realizado 35
perfiles de 50 m cada uno (primer perfil 1->2, el ultimo 3->4), distancia entre los perfiles
de 1 m. Después del primer análisis de datos se creó modelo 3D del área investigada.

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 Zona de interés desde el punto de vista arqueológico (Cocha).

Los datos obtenidos se mandaron al Instituto Geofísico de Moscú VNIISMI para su

análisis. Como resultado se ha identificado varios objetos subterráneos bastante
peculiares. Entre las marcas 2 y 4, casi en el límite de los perfiles se encuentra un
levantamiento plano cerca de la superficie (se muestra con la flecha roja). Abajo se
muestra radarograma con este objeto.

Especialista de VNIISMI asegura que este objeto es una tumba o una construcción de la
misma estructura. Con una seguridad del 90% se puede decir que el objeto fue hecho por
el hombre.

Así también en la mayor parte del terreno estudiado (cerca de marca 1) se encontró una
zanja, con una profundidad de 2 m y que cambia su longitud de 4 a 20 m.

En el perfil 8 a una profundidad considerable se encontró una roca grande (en la imagen
“1”) y una plana (en la imagen “2”). Según las curvas se puede observar que en la esquina
inferior izquierda la Arena tiene un fondo en forma de una copa.

CONCLUSIONES.

Los estudios realizados muestran una amenaza seria para el complejo arqueológico de
Sacsayhuaman. Debajo de los muros de los niveles principales se encontraron roturas y
grietas que crean incontrolable flujo de aguas subterráneas, dislocación de fracciones y
pérdida de capacidad portadora de los cimientos.

Se ha descubierto que el material que une los bloques puede disolverse en un ambiente
ácido, constituyendo un serio peligro, como consecuencia de las precipitaciones pluviales
que contienen diferentes componentes.

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En la zona de la arena, que se encuentra en la parte norte de Sacsayhuaman se hallaron
objetos subterráneos particulares: tumba, zanja, etc.

También se escanearon los bloques de las bases del primer nivel, con pequeñas antenas
de alta frecuencia, descubriendo que son rocas de baja densidad, cubiertas con un
cascaron artificial, esto nos motivo a enviar las muestras para el análisis químico
correspondiente.

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A continuación se detalla los materiales que han sido determinados por el Instituto de
Geofísica y Tectónica de Rusia.

El resultado nos reveló que los bloques no son compactos sino que son aglomerados, que
muestran que el material empleado fue recogido en una cantera, posterior mente fue
molido y usado para hacer una mezcla para crear con moldes los bloques, dicho material
también se erosiona con el tiempo debido al clima (a raíz del agua, ácidos y otros
elementos químicos de las lluvias).

Otro factor a considerar es la actividad sísmica del Perú, los muros de Sacsayhuaman
requerían ser sólidos y flexibles a la vez. Por tal motivo los bloques se creaban de manera
que conseguían mayor área de fricción entre sí. Cada bloque se hacía a base del bloque
anterior para así tener una fuerte unión entre ellos. Con el tiempo el agua disolvía las
superficies tangentes entre los bloques disminuyendo el área de fricción entre ellos,
amenazando así la estabilidad de los muros.

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El complejo arqueológico Sacsayhuaman presenta dos tipos de bloques (A y B) los
bloques tipo A que se encuentran en el primer nivel están hechos de una cantidad de
rocas y un caparazón que los cubría con material que también fue analizado (este
caparazón es la superficie soluble en ambiente acido). Los bloques tipo A están hechos de
esta forma para recibir la mayor cantidad de peso posible. Ya que los niveles superiores
no recibían tanto peso, sus bloques fueron hechos enteramente del material también
analizado. Para asegurarnos, los bloques del tipo A fueron escaneadas con el geo-radar y
se ha demostrado que su interior no es homogéneo. Como se ha dicho anteriormente los
bloques tipo A reciben la mayor cantidad de peso.

Descubrimiento de la Chinkana Grande

Aprovechando de los estudios que venían realizando GEO & ASOCIADOS SLR en la zona
arqueológica de Sacsayhuaman, se realizó un escaneo en la zona denominada “Piedra
Cansada” con resultados muy favorables.

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La interpretación de los radargramas nos ha permitido encontrar y delimitar el túnel,
que está a 2.5m de profundidad, con un ancho de 1.5m y un alto de 2m, es decir, esta
tecnología ha dado un buen resultado, pero esto es sólo el comienzo, es necesario
continuar escaneando la zona para conocer exactamente la dirección.

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RECOMENDACIONES

Hacer excavaciones en el área superior o el cuarto nivel y realizar estudios arqueológicos

y ver cómo se puede proteger los bloques y estudiar la zona de la arena arqueológica.

Para impedir la destrucción de los muros se requiere analizar el subsuelo y hallar todas
las zonas de ruptura y verificar su dirección. Utilizando esta información analizar la
acumulación de las aguas superficiales y su dirección de flujo según el terreno natural.

Se necesita organizar canales que intercepten las aguas y las lleven lejos de los muros.
Relación de los responsables de trabajo de campo.
Leonid Krinitsky – Geólogo Marino VNIISMI (Odessa – Ukraina).
Alexandr Drozdov – Ingeniero Ridio (Físico, Operador de equipo).
Andrey Verianov – Asesor del Instituto VNIINSMI (Rusia).
Ramon Sotomayor – Ingeniero Metalúrgico (Asesor).
Luis Guevara – Arqueólogo (Asesor del INC del Cuzco).
Edith QuirquihuañaZavala - Geólogo (asesora del INC del Cuzco).

Firman:

Armando Minaya Lizarraga Diana A. Vargas Chura.

MG. Ingeniero Geofísico Gerente General.

Arequipa, 19 de Diciembre del 2012.

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GEO & ASOCIADOS S.R.L.

Arequipa, 19 de diciembre del 2012.

Sr. David Ugarte Vega Centeno

Director Regional de Cultural Cusco.

Presente.-

Me dirijo a sted, muy cordialmente para hacer llegar el Informe Confidencial titulado “ ESTUDIO
CON TECNOLOGIA DE ESCANEO GPR DEL SUBSUELO DEL COMPLEJO ARQUEOLOGICO DE
SACSAYHUAMAN”.

Cumplo con remitir el Informe Confidencial en un ejemplar y su CD, que nos comprometimos.

Sin otro particular , expreso a usted los sentimientos de mi especial consideracion y estima personal.

Asi tambien desearle unas Felices Fiestas de Navidad.

Atentamente.

Diana Arlety Vargas Chura.

Gerente General.

Adj. Lo mencionado.

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