La evidencia del sistema de filtración de purificación de agua con zeolita más antiguo que se conoce se encuentra en los sedimentos no perturbados del reservorio Current en la ciudad maya de Tikal, en el norte de Guatemala.
El embalse Corriente fue una importante fuente de agua potable en Tikal durante los periodos culturales del Preclásico Tardío al Clásico Tardío. El análisis de distracción de rayos X (XRD) y seis deidades de radiocarbono AMS muestran que el agua potable en el agua del embalse Corriente se filtró a través de una mezcla de zeolita y cuarzo cristalino del tamaño de arena gruesa.
La zeolita está formada de aluminosilicatos hidratado, cristalino, tridimensionalmente poroso, no tóxico, con propiedades adsorbentes naturales y de intercambio iónico, que elimina los microbios dañinos e insolubles dispersas del agua potable. La aparición de zeolita en los sedimentos del reservatorio actual amplia nuestra comprensión de la historia más antigua de la purificación del agua y la sostenibilidad a largo plazo de una antigua ciudad maya.
La importancia de la zeolita en la era de las civilizaciones antiguas
La zeolita ha sido reconocida durante mucho tiempo como un mineral con excelentes propiedades de absorción. Hace aproximadamente 2.700 años, los ingenieros griegos y romanos utilizaron zeolitas como puzolana en el cemente en la construcción de estructuras hidráulicas a gran escala, como acueductos, puentes, represas y puertos.
Sin embargo, se ha asumido que las zeolitas no se utilizaron para la purificación del agua hasta principios del siglo XX. También se ha supuesto que las formas más antiguas de purificación de agua ocurrieron en Europa y al sur de Asia.
Los arqueólogos han creído durante mucho tiempo que los pueblos indígenas del hemisferio occidental carecían de sistemas formales de filtración de agua. En América del Norte, las antiguas culturas indígenas obtenían agua limpia de manantiales filtrados de forma natural, usaban cerámica hirviendo y de barro en la que los contaminantes, el limo y la arcilla se extraían hacia los lados del recipiente.
En Mesoamérica, los aztecas dependían de la abundante agua de manantial artesiano que llegaba a sus ciudades, por ejemplo Tenochtitlán, a través de acuerdos, que no requerirían técnicas de purificación. Los acueductos también fueron construidos por los Incas, que llevaban agua de manantial de montañas a las ciudades de la región andina de América del Sur.
Los mayas fuero la única civilización antigua del Nuevo Mundo que necesitaba filtración de agua porque muchas de sus ciudades estaban ubicadas en un paisaje kárstico en un clima tropical y monzónico. Si bien los sistemas de filtración de arena, grava, plantas y telas se han documentado en Egipto, Grecia y el sur de Asia desde el siglo XV a.C., se carece de datos comparables para la región maya.
No hay un caso comparativo para los sistemas de purificación de agua Maya, es decir, no hay datos comparativos disponibles. Hasta la fecha, se han realizado excavaciones en solo unas pocas docenas de los muchos miles de antiguos reservorios mayas, y muchas de estas excavaciones se han limitado a un solo pozo de prueba.
Fue gracias a los Tikal que se dieron hallazgos donde se encontró zeolita en una de las mayores instalaciones de almacenamiento de agua potable maya en uso durante los periodos culturales del preclásico tardío y el clásico tardío. El aparente sistema de filtración de zeolita en el embalse Corriental de Tikal es el ejemplo más antiguo conocido de purificación de agua en el hemisferio occidental y el uso más antiguo conocido como zeolita para descontaminar agua potable en el mundo.
Así era la infraestructura antigua para la purificación de agua
Tikal, conocida como Yax Mutal para los antiguos mayas, era una ciudad de más de 3.000 estructuras situada en la topografía kárstica y el ecosistema de bosques tropical de tierras bajas mayas del sur. A lo largo del Holoceno tardío, esta área se vio afectada por precipitaciones estacionales y drenaje subterráneo altamente variables.
En este entorno ambiental, los mayas construyeron embalses para proporcionar una fuente confiable y sostenible de agua potable durante las sequias estacionales y cíclicas. Los gobernantes mayas de Tikal se asociaron estrechamente con la provisión de agua limpia.
La primera investigación arqueológica sistemática de Tikal comenzó en 1881 y se aceleró a lo largo del siglo XX, dando como resultado mapas detallados, fotografías y registros estratigráficos del sitio. Si bien las investigaciones posteriores documentaron la arquitectura y la planificación del sistema de gestión de agua de Tikal, incluidas dimensiones precisas de las áreas de captación, las cuencas hidrográficas modificadas por el hombre, los embalses y su capacidad de carga, y el problema de la purificación del agua permaneció sin resolver.
Dado que el área está sujeta a sequias estacionales extremas, una gran población y ocupación a largo plazo, el agua potable de Tikal era propensa a la contaminación de una plétora de fuentes microbianas y lixiviados de minerales tóxicos como el cinabrio.
Sigue existiendo incertidumbre acerca de cómo se podrían haber eliminado estos contaminantes del agua potable. Se reexaminaron tres de los embalses más granes de Tikal y un sumidero como control para evaluar la composición mineralógica y los contextos cronológicos de los sedimentos con el fin de evaluar los posibles métodos de purificación de agua y su tiempo de implementación.
El contexto mineralógico y cronológico de aquella época
Los analistas mineralógicos y cronológicos se concentraron en tres reservorios (corriental, perdido y temple) y un sumidero de control conocido como inscripciones, que están separados por grandes áreas de captación independientes. Los embalses fueron construidos y mantenidos desde la colonización temprana de Tikal durante el periodo preclásico tardío hasta el abandono de la ciudad. Con la excepción del reservorio corriental, todos los reservorios excavados tienen discontinuidades estratégicas debido al dragado durante la época maya antigua.
Las edades de los embalses y los sedimentos de los sumideros se determinaron con carbón fechado por radiocarbono AMS de contextos estratigráficos. El carbón vegetal se originó a partir de una lluvia continua de carbono proveniente de la limpieza de campos agrícolas, fogatas y hornos cerámicos en las áreas aledañas durante la construcción y mantenimiento de los embalses.
Se obtuvieron dieciséis edades de radiocarbono AMS de tres reservorios, incluidas seis muestras de corriental, que datan del periodo cultural preclásico tardío y posclásico temprano, dos edades del perdido, que datan del periodo cultural clásico y cuatro edades del Templo, que datan desde el periodo cultural preclásico hasta el clásico tardío.
Se obtuvieron cuatro edades adicionales del sumidero de las Inscripciones, que data de tiempos de preocupación hasta el periódico preclásico temprano. Si bien cada reservorio y sumidero tiene su propia historia deposicional única, el momento de la sedimentación se superpone entre sus cuencas.
El volumen de sedimento en los embalses varía según la distancia relativa al centro de la ciudad, el tamaño y la naturaleza de cada cuenca y las antiguas actividades de dragado. El depósito del Templo se construyó en el centro de la ciudad y tenían una pequeña área de captación, que consistía principalmente en superficies de plaza selladas con yeso.
El sedimento en el tanque principal del embalse del Templo tiene menos de un metro de espesor. Los embalses de Corriental y Perdido se construyeron en elevaciones más bajas del sur del centro de la ciudad.
Perdido recibió escorrentía tanto de una gran plaza pavimentada como de áreas no pavimentadas y tuvo una acumulación de sedimentos durante aproximadamente 120 cm sobre un piso de yeso degradado. La corriente recibió escorrentía de superficies no pavimentadas y tuvo una acumulación de 250 cm sobre un suelo arcilloso pre reservorio (Preclásico medio) enterrado bien desarrollado.
La mineralogía de los sedimentos del reservorio y del sumidero se determinó mediante el análisis de difracción de rayos X. Se recolectaron muestras de sedimentos a intervalos de 10 cm de núcleo de percusión de sedimentos sólidos, se analizaron mediante XRD y se calcularon los porcentajes minerales relativos para cada una de las muestras.
El análisis de XRD demuestra que todas las muestras de sedimentos contienen cantidades similares de los minerales calcita, esméctica y cuarzo. La calcita se origina en el lecho de roca caliza local del Cretácico Terciario, que forma el paisaje kárstico de Tikal y la cuenca del sur de Peten. Sin embargo, la esméctica y el cuarzo son de origen volcánico. La esméctica es un mineral arcilloso derivado de la alteración terrestre de cenizas volcánicas acidad transportadas por el aire,
De manera similar, el cuarzo micro cristalino en los sedimentos del reservorio se originó como cristales bipirámides volcanógenos en el aire conocidos como “primer cuarzo”.
