Structura care ține Veneția la suprafață de mai bine de 1.600 de ani

După cum știe orice localnic, Veneția este o pădure răsturnată.

Orașul cu o istorie de peste 1600 de ani este construit pe fundații alcătuite din milioane de piloți de lemn scurți, înfipți în sol, cu vârfurile în jos.

Acești copaci - larice, stejari, arini, pini, molizi și ulmi, cu lungimi cuprinse între 3,5 m și mai puțin de 1 m - susțin de secole întregi palate din piatră și clopotnițe înalte, alcătuind o minunăție inginerească ce valorifică forțele fizicii și ale naturii.

În componența majorității structurilor moderne, rolul pe care îl are această pădure răsturnată de secole a fost preluat de betonul armat și de oțel. Dar, în ciuda robusteții lor, puține fundații contemporane ar putea rezista o durată la fel de lungă precum cea a Veneției.

„Astăzi, piloții din beton sau oțel sunt proiectați [și garantați să dureze] pentru 50 de ani”, spune Alexander Puzrin, profesor de geomecanică și inginerie a geosistemelor la Universitatea ETH din Zurich, Elveția.

„Desigur, s-ar putea să reziste mai mult, dar atunci când construim case și structuri industriale, standardul este de 50 de ani de performanță.”

Tehnica piloților venețieni este fascinantă datorită geometriei sale și rezilienței demonstrate de-a lungul secolelor, dar și datorită amplorii sale.

Nimeni nu știe exact câte milioane de stâlpi se află sub oraș, dar numai în fundațiile podului Rialto se află 14.000 de stâlpi de lemn compactați, iar sub Bazilica San Marco, care a fost construită în anul 832 e.n, se găsesc 10.000 de stejari.

Cum a fost realizată

Stâlpii au fost înfipți cât mai adânc posibil, începând de la marginea exterioară a structurii și înaintând spre centrul fundației, punând de obicei câte nouă stâlpi pe metru pătrat într-o formă de spirală.

După aceea, vârfurile lor erau tăiate pentru a obține o suprafață obișnuită, sub nivelul mării. Structuri transversale din lemn - zatteroni (scânduri) sau madieri (grinzi) - au fost așezate deasupra.

Constructorii au început să ridice clădiri din piatră pe această fundație din lemn.

Republica Venețiană a început la scurt timp după să își protejeze pădurile pentru a avea suficient lemn pentru construcții, precum și pentru ambarcațiuni.

„Veneția a inventat silvicultura”, explică Nicola Macchioni, director de cercetare la Institutul pentru bioeconomie din cadrul Consiliului Național pentru Cercetare din Italia, referindu-se la practica de a cultiva arbori.

Veneția nu este singurul oraș care se bazează pe piloți de lemn pentru fundații, dar există anumite aspecte-cheie care îl fac unic.

Amsterdam este un alt oraș parțial construit pe stâlpi de lemn - aici și în multe alte orașe din nordul Europei, aceștia au fost împinși până au ajuns la roca de bază și funcționează ca niște coloane lungi sau ca picioarele unei mese.

„Asta merge dacă roca este aproape de suprafață”, spune Thomas Leslie, profesor de arhitectură la Universitatea din Illinois.

Pe malul lacului Michigan din SUA, unde locuiește Leslie, stratul acesta de rocă se poate afla la 30 de metri sub suprafața solului.

„Este complicat să găsești copaci într-atât de lungi, nu-i așa? Se spuneau povești pe la sfârșitul secolului al 19-lea în Chicago despre cum au încercat să pună un trunchi de copac unul peste altul, ceea ce, după cum vă puteți imagina, nu a funcționat. În cele din urmă, și-au dat seama că se pot folosi de forța de frecare cu solul.”

Principiul se bazează pe ideea de a consolida terenul, prin înfigerea unui număr cât mai mare de piloți, ceea ce creează și o frecare consistentă între piloți și sol.

Termenul tehnic pentru acest proces este presiune hidrostatică, ceea ce înseamnă, în esență, că solul „se prinde” de piloți dacă mulți dintre aceștia sunt introduși într-un singur loc, cu densitate mare, spune Leslie.

Într-adevăr, astfel funcționează piloții venețieni - sunt prea scurți ca să ajungă la roca de bază, dar reușesc să țină clădirile în picioare datorită frecării. Dar istoria acestui mod de a construi are rădăcini și mai vechi.

Tehnica a fost menționată de Vitruvius, inginerul și arhitectul roman din secolul întâi; romanii foloseau piloți scufundați pentru a construi poduri, structuri care se găsesc și ele adesea în apropierea apei.

Porțile de apă din China au fost, de asemenea, construite utilizând piloți de fricțiune. Aztecii i-au folosit în Mexico City, iar când au venit spaniolii, au dărâmat orașul vechi și și-au construit o catedrală catolică deasupra, notează Puzrin.

„Aztecii au știut să construiască, adaptându-se la mediul lor, mult mai bine decât au făcut-o mai târziu spaniolii; acum sunt mari probleme cu această catedrală metropolitană [unde podeaua se scufundă în mod inegal].”

Puzrin are un curs universitar la ETH care investighează eșecuri geotehnice celebre.

„Acesta este unul dintre ele. Catedrala din Mexico City, precum și Mexico City, în general, sunt un muzeu în aer liber despre tot ceea ce poate să meargă prost cu fundațiile.”

De ce nu putrezește lemnul?

După mai bine de un mileniu și jumătate sub apă, fundațiile Veneției s-au dovedit remarcabil de rezistente. Asta nu înseamnă însă că sunt invulnerabile la degradări.

Acum zece ani, o echipă de la universitățile din Padova și Veneția (din departamente care au variat de la silvicultură la inginerie și patrimoniu cultural) a investigat starea fundațiilor orașului, pornind de la clopotnița bisericii Frari, construită în 1440 pe piloți de arin.

Clopotnița din Frari s-a afundat cu 1 mm pe an de la construirea sa, ajungându-se la un total de 60 cm.

Față de biserici și alte clădiri, clopotnițele au o greutate mai mare distribuită pe o suprafață mai mică și, prin urmare, se afundă mai adânc și mai repede, „ca un toc stiletto”, spune Macchioni, care a făcut parte din echipa care a investigat fundațiile orașului.

Echipa a constatat că, în toate structurile investigate, lemnul era deteriorat (vestea proastă), dar că sistemul creat de apă, solul cleios și lemn ținea încă totul împreună (vestea bună).

Aceștia au demontat ideea universal acceptată că lemnul de sub oraș nu putrezește deoarece se află într-un mediu anaerob sau lipsit de oxigen - bacteriile atacă lemnul, chiar și în absența oxigenului.

Doar că bacteriile acționează mult mai lent decât o fac ciupercile și insectele, care funcționează în prezența oxigenului.

În plus, apa umple celulele care sunt golite de bacterii, permițând piloților de lemn să își păstreze forma.

„Există motive de îngrijorare? Da și nu, dar ar trebui totuși să luăm în considerare continuarea acestui tip de cercetare”, spune Izzo. De la evaluarea de acum 10 ani, nu au mai colectat alte probe, în principal pentru că este vorba de o operațiune complicată logistic. Nu se știe pentru câte sute de ani vor mai rezista fundațiile, spune Macchioni.

„Cu toate acestea, [vor rezista] atât timp cât mediul va rămâneacelași. Sistemul de fundații funcționează pentru că este alcătuit din lemn, sol și apă.”

Solul creează un mediu lipsit de oxigen, apa contribuie la acest lucru și menține forma celulelor, iar lemnul asigură frecarea.

„Incredibil de frumos”

În secolele 19 și 20, lemnul a fost complet înlocuit cu cimentul pentru realizarea fundațiilor. În ultimii ani, însă, există un interes crescut pentru a construi cu lemn, inclusiv în cazul clădirilor de mare înălțime.

„E aproape materialul la modă acum, și din motive foarte bune”, comentează Leslie.

Lemnul absoarbe mai mult carbon decât produce, este biodegradabil și, datorită ductilității sale, este considerat printre cele mai rezistente materiale la cutremure.

Veneția nu este singurul oraș cu fundații din lemn, dar este „singurul [în care tehnica frecării a fost folosită] la scară amplă care supraviețuiește și astăzi și care este în continuare atât de incredibil de frumos”, adaugă Puzrin.

„Au existat niște oameni care nu au studiat mecanica solului și ingineria geotehnică, și cu toate astea au produs ceva la care noi putem doar visa și care a rezistat atât de mult timp.”

*Ilustrațiile din acest articol au doar valoare artistică și nu sunt o reprezentare fidelă a fundațiilor cu piloți de lemn din Veneția, care sunt foarte compacte și nu au ramuri.

Acest articol a fost scris și revizuit de jurnaliști BBC, folosind inteligența artificială pentru a ajuta în procesul de localizare, ca parte a unui proiect pilot.

Editat de Viorica Toma.