Majoritatea structurilor moderne sunt proiectate să reziste în jur de 50 de ani, însă ingineria străveche a reușit să mențină un faimos oraș – Veneția – în plutire și în picioare vreme de peste 1.600 de ani doar cu ajutorul lemnului, scrie BBC într-un material despre ingeniozitatea inginerilor și constructorilor venețieni care au creat sistemul de susținere al orașului sub apă.
După cum știe orice localnic al faimosului oraș italian, Veneția este „o pădure cu susul în jos”. Orașul, care a împlinit 1604 ani pe 25 martie, este construit pe o fundație de milioane de mici bușteni de lemn înfipți în pământ, cu vârful în jos. Acești bușteni – zadă, stejar, arin, pin, molid sau ulm – au lungimi între 3,5 metri și mai puțin de un metru.
Ei sunt cei care susțin greutatea unui mare oraș cu palate de piatră, clopotnițe înalte și tot felul de clădiri impresionante. Și au făcut asta vreme de secole, într-o extraordinară minune a ingineriei și a folosirii inteligente a forțelor naturii.
Pentru majoritatea clădirilor moderne, betonul și oțelul armat fac treaba pe care reușește să o facă această pădure răsturnată sub apă de secole. În ciuda forței lor, puține fundații ar putea să reziste la fel de mult cât a făcut-o cea a Veneției.
„Structurile de oțel și beton sunt făcute cu o garanție de a rezista 50 de ani, astăzi”, spune Alexander Puzrin, profesor de geomecanică și geosisteme de inginerie la Universitatea ETH din Zurich, Elveția.
„Sigur că ele pot rezista mai mult, dar atunci când construim case și structuri industriale, standardul este de 50 de ani de viață”, mai spune el.
O tehnică ingenioasă
Tehnica venețiană de construcție este fascinantă mai ales pentru geometria sa, pentru rezistența sa seculară și pentru scala uriașă. Nimeni nu știe exact câte milioane de bușteni se află sub oraș, însă știm că sunt 14.000 de stâlpi similari care susțin podul Rialto și 10.000 de stejari sub Bazilica San Marco, construită în anul 832.
„Sunt născută și crescută în Veneția”, spune Caterina Francesca Izzo, profesoară la Universitatea din Veneția. „Crescând, la fel ca toată lumea, știam că clădirile de aici sunt susținute de copaci din Cadore (regiunea muntoasă din vecinătatea orașului), dar nu știam cum sunt dispuși acești bușteni, nici cum au fost montați și nici faptul că battipali (cei care s-au ocupat de punerea lor în fundație) erau o profesioniști importanți ai acelor vremuri. Aveau până și propriile cântece. Este fascinant din punct de vedere tehnic și tehnologic”, mai spune ea.
Battipali sunt cei care au montat în pământ buștenii, unul câte unul, făcând asta în timp ce fredonau cântece străvechi, menite să le mențină ritmul – o melodie stranie și repetitivă cu versuri care lăudau Veneția, gloria ei republicană, credința catolică, și promiteau moarte dușmanilor timpului – turcii otomani.
O zicală care rămâne în uz în Veneția – na testa da bater pai – literalmente – ai un cap bun de lovit buștenii cu el – este o formă colorată de a a-i spune cuiva că „încet la minte” sau „plictisitor”.
Buștenii sunt înfipți cât de adânc se putea, erau loviți până ce nu se mai puteau duce mai adânc, începând de la marginea exterioară a structurii și mergând spre interiorul fundației. Deobicei, într-un metru pătrat intrau cel puțin nouă bușteni în formă de spirală. Capetele lor erau tăiate în așa fel încât să aibă o suprafață regulată care stă sub nivelul mării.
Deasupra se puneau alte structuri de lemn – grinzi și scânduri. În cazul clopotnițelor, aceste scânduri și grinzi erau groase de până la 50 de centimetri. Pentru alte clădiri, dimensiunile erau de 20 de centimetri sau mai puțin. Stejarul este cel mai rezistent tip de lemn, dar și cel mai valoros (mai târziu, stejarul a început să fie folosit doar pentru construcția de vase, pentru că era mult prea valoros să fie pus în fundații). Deasupra acestei fundații de lemn, lucrătorii puneau piatra pentru construcție.
„Veneția a inventat silvicultura”
Republica Venețiană a început, de la un moment dat, să-și protejeze pădurile pentru ca ele să poată furniza suficient lemn și pentru construcții dar și pentru vase.
„Veneția a inventat silvicultura. Primul document din domeniu din Italia este, într-adevăr, din Comunitatea Magnifică a Văii Fiemme și datează din 1111. În ea se detaliază cum pot fi exploatate pădurile fără să fie epuizate”, spune Nicola Macchioni, director de cercetare la institutul pentru bioeconomie al Consiliului Național pentru Cercetare al Italiei.
Conform acestuia, aceste practici de conservare erau în uz de mulți ani înainte de a fi reproduse în scris – „Asta explică de ce Valea Fiemme e încă acoperită de o pădure bogată chiar și azi”.
Alte țări europene au defrișat masiv în Evul Mediu, iar multe dintre ele deja se confruntau cu o penurie de lemn în secolul al XVI-lea.
Veneția nu este singurul oraș care se bazează pe bușteni de lemn pentru fundații, dar la ea sunt niște diferențe cheie care o fac unică. Amsterdam este un alt oraș european construit parțial pe bușteni – dar acolo, la fel ca în multe alte orașe europene nordice, buștenii sunt înfipți adând în pământ, până ajung în solul de fundație și funcționează pe post de coloane lungi sau ca picioarele unei mese.
„Asta e în regulă dacă roca de bază este aproape de suprafață”, spune Thomas Leslie, profesor de arhitectură la Universitatea din Illinois. În multe regiuni, însă, ea este mult prea departe în interiorul solului pentru a putea fi atinsă de un buștean de lemn.
Principiul folosit în cazul Veneției este „consolidarea” efectivă a solului prin înfigerea unui număr mare de bușteni – ei cresc fricțiunea cu solul. „Ce e inteligent în legătură cu asta este că se folosește fizica – frumusețea e că se folosește natura fluidă a solului pentru a crea rezistență și a ține lucrurile în picioare. Termenul tehnic este presiune hidrostatică, ceea ce înseamnă că solul ține strâns buștenii dacă mulți sunt înfipți dens în același loc”, spune Leslie.
Tehnica a fost menționată de Vitruvius, un inginer și arhitect roman din secolul I. Romanii foloseau și ei bușteni sub apă pentru a construi poduri. Procedura a fost folosită și de azteci, dar și de chinezi.
Aztecii au folosit tehnica pentru construirea orașului Tenochtitlan (actualul Mexico City). După ce acesta a fost cucerit de conquistadorii spanioli, statul spaniol l-a dărâmat și a construit o catedrală catolică deasupra.
„Aztecii știau mai mai bine cum să construiască în acest mediu, față de spanioli care au greșit, iar populația are acum probleme cu catedrala metropolitană, care se scufundă inegal”, spune Puzrin.
În ciuda rezistenței incredibile, există și riscuri
După mai bine de un mileniu și jumătate în apă, fundația Veneției s-a dovedit remarcabil de rezistentă. Totuși, ea nu este imună la la avarii.
Acum zece ani, o echipă de cercetători de la universitățile din Padova și Veneția au investigat starea fundațiilor orașului, începând de la clopotnița de la Biserica Frari, construită în 1440 pe bușteni de arin.
Clopotnița Frari se scufundă câte un milimetru pe an de când a fost construită – în total a ajuns să coboare 60 de centimetri până acum. Prin comparație cu biserici și alte clădiri, clopotnițele au mai multă greutate distribuită pe o suprafață mai mică, astfel că se scufundă mai adânc și mai repede, „ca un toc stiletto”, spune Macchioni.
Caterina Francesca Izzo a lucrat pe teren, făcând foraje, colectând și analizând lemn de fundație de sub biserici, clopotnție și de la marginea canalelor. Ce a observat a fost că e nevoie de atenție pentru că lemnul poate să sufere avarii, dar că sistemul de apă, noroi și apă menține structurile ferme.
Ea a contrazis teoria conform căreia lemnul de sub oraș nu e atacat de bacterii pentru că îi lispește oxigenul – bacteriile anaerobe atacă lemnul chiar și în absența oxigenului, în acțiunea lor e mult mai înceată decât cea ciupercilor sau insectelor, care acționează doar în prezența oxigenului.
Mai mult decât atât, apa umflă buștenii și reumple celulele golite de bacterii, fapt ce ajută la menținerea formei necesare a acestora.
Astfel, chiar și dacă buștenii sunt afectați, întregul sistem rămâne stabil sub o presiune intensă.
„Ar trebui să ne îngrijoreze ceva? Da și nu, cred că trebuie să continuăm să facem cercetare pe temă”, spune Izzo, care adaugă și că în ultimii zece ani nu s-au mai putut face colectări de eșantioane din cauza dificultăților întâmpinate în procedura extrem de dificilă.
Nu se știe cât de multe sute de ani va mai rămâne funcționa sistemul, spune Macchion – „Totuși, va rezista câtă vreme mediul din jur rămâne același – fundația funcționează pentru că este făcută din lemn, noroi și apă – noroiul creează un sistem mediu fără oxigen, apa contribuie la asta și menține forma lemnului, în timp ce lemnul creează fricțiune. În absența unui singur element dintre acestea, totul va colapsa”.
