Rahasia 'hutan terbalik' yang membuat Venesia bertahan selama 16 abad

Struktur bangunan modern biasanya dirancang untuk bertahan hanya dalam waktu 50 tahun. Namun, kecanggihan arsitektur kuno 1.600 tahun lalu membuat Venesia, masih 'terapung' hingga saat ini, hanya dengan menggunakan kayu.

Venesia dijuluki 'hutan terbalik' karena berdiri di atas fondasi jutaan tiang kayu pendek, yang dipancangkan ke dalam tanah dengan ujungnya menghadap ke bawah.

Kayu itu berasal dari pohon-pohon larch, oak, alder, pinus, cemara dan elm dengan panjang berkisar antara 3,5 meter hingga kurang dari 1 meter.

Jejeran kayu itu telah menopang batu palazzo hingga menara lonceng yang menjulang tinggi selama berabad-abad, dalam keajaiban teknik yang sesungguhnya dengan memanfaatkan kekuatan fisika dan alam.

Pada sebagian besar bangunan modern, beton bertulang dan baja berfungsi sama dengan 'hutan terbalik' Venesia selama berabad-abad.

Namun, terlepas dari kekuatannya, hanya sedikit fondasi saat ini yang dapat bertahan selama fondasi Venesia.

"Tiang beton atau baja saat ini dirancang [dengan jaminan untuk bertahan] selama 50 tahun," kata Alexander Puzrin, profesor geomekanika dan rekayasa geosistem di Universitas ETH di Zurich, Swiss.

"Tentu saja, mereka mungkin bertahan lebih lama, tetapi ketika kita membangun rumah dan struktur industri, standar masa pakainya adalah 50 tahun."

Teknik tiang Venesia banyak dibahas karena bentuk geometrinya, ketahanannya selama berabad-abad dan jumlah kayu yang digunakan.

Tidak ada yang tahu pasti tentang jumlah kayu yang ditancapkan, tetapi jika dilihat dari Jembatan Rialto di kota itu yang membutuhkan 14.000 tiang kayu padat sebagai fondasinya, dan 10.000 kayu oak untuk fondasi Basilika San Marco yang dibangun pada tahun 832, maka dibutuhkan jutaan fondasi kayu agar kota itu tetap 'mengapung' hingga kini.

"Saya lahir dan besar di Venesia," kata Caterina Francesca Izzo, profesor kimia lingkungan dan warisan budaya di Universitas Venesia.

"Tumbuh dewasa, seperti orang lain, saya tahu bahwa di bawah bangunan-bangunan Venesia, ada pohon-pohon Cadore [wilayah pegunungan di samping Venesia]. "

"Namun saya tidak tahu bagaimana tiang-tiang ini ditempatkan, bagaimana mereka dihitung dan dipancangkan, juga fakta bahwa battipali (secara harfiah berarti 'pemukul tiang') memiliki profesi yang sangat penting. Mereka bahkan memiliki lagu sendiri. Ini sangat menarik dari sudut pandang teknis dan teknologi."

Para battipali akan memancangkan tiang-tiang dengan tangan mereka sambil menyanyikan lagu kuno untuk menjaga ritme—melodi menghantui dan berulang dengan lirik yang memuji Venesia, kejayaan republiknya, iman Katoliknya, dan menyatakan kematian bagi musuh pada masa itu, yakni Turkiye.

Dalam ungkapan sehari-hari di Venesia, 'na testa da bater pai' (yang berarti 'kepala yang tepat untuk memukul tiang')—bisa dimaknai sebagai cara untuk mengungkapkan jika seseorang itu tumpul dan 'lemot'.

Rahasia di balik kokohnya Venesia

Tiang-tiang itu dipancangkan sedalam mungkin, sampai tidak bisa dipukul lebih dalam lagi.

Pemancangan tiang dimulai dari tepi luar struktur dan bergerak menuju pusat fondasi, biasanya memancangkan sembilan tiang per meter persegi dalam bentuk spiral.

Ujung-ujungnya kemudian digergaji untuk mendapatkan permukaan yang rata, yang akan berada di bawah permukaan laut.

Struktur kayu melintang—baik zatteroni (papan) atau madieri (balok)—diletakkan di atasnya.

Dalam kasus menara lonceng, balok atau papan ini tebalnya sekitar 50 cm. Untuk bangunan lain, dimensinya 20 cm atau bahkan kurang.

Kayu oak adalah kayu yang paling tahan, tetapi juga yang paling berharga. Belakangan, oak hanya akan digunakan untuk membangun kapal—terlalu berharga untuk ditancapkan di lumpur.

Di atas fondasi kayu ini, para pekerja akan meletakkan batu bangunan.

BBC News Indonesiahadir di WhatsApp.

Jadilah yang pertama mendapatkan berita, investigasi dan liputan mendalam dari BBC News Indonesia, langsung di WhatsApp Anda.

Republik Venesia segera mulai melindungi hutan-hutannya untuk menyediakan kayu yang cukup untuk konstruksi dan kapal.

"Venesia menemukan silvikultur," jelas Nicola Macchioni, direktur penelitian di institut bioekonomi di Dewan Riset Nasional Italia, merujuk pada praktik budidaya pohon.

"Dokumen silvikultur resmi pertama di Italia memang berasal dari Komunitas Megah Lembah Fiemme [di barat laut Venesia], yang berasal dari tahun 1111 Masehi. Dokumen itu merinci aturan untuk memanfaatkan hutan tanpa menghabiskannya."

Menurut Macchioni, praktik konservasi ini pasti sudah digunakan bertahun-tahun sebelum dituliskan.

"Itu menjelaskan mengapa Lembah Fiemme masih ditutupi hutan cemara yang rimbun hingga saat ini."

Negara-negara seperti Inggris, bagaimanapun, sudah menghadapi kekurangan kayu pada pertengahan abad ke-16, tambahnya.

Venesia bukanlah satu-satunya kota yang mengandalkan tiang kayu sebagai fondasi, namun ada perbedaan mendasar yang membuatnya unik.

Amsterdam adalah kota lain yang sebagian dibangun di atas tiang kayu.

Di sana dan di banyak kota Eropa Utara lainnya, tiang-tiang menembus hingga mencapai batuan dasar dan berfungsi layaknya kolom panjang atau kaki meja.

"Ini bagus jika batuan dasar dekat dengan permukaan," ujar Thomas Leslie, profesor arsitektur di University of Illinois.

Namun, di banyak wilayah, batuan dasar jauh di luar jangkauan tiang. Di tepi Danau Michigan di AS, tempat Leslie berada, batuan dasar bisa berada 30 meter di bawah permukaan.

"Mencari pohon sebesar itu sulit, bukan? Ada cerita tentang Chicago pada tahun 1880-an di mana mereka mencoba menancapkan satu batang pohon di atas batang pohon lain, yang, seperti yang bisa Anda bayangkan, akhirnya tidak berhasil. Akhirnya, mereka menyadari bahwa Anda bisa mengandalkan gesekan tanah."

Baca juga:

Prinsip ini didasarkan pada gagasan memperkuat tanah dengan menancapkan tiang sebanyak mungkin, menciptakan gesekan yang besar antara tiang dan tanah.

"Yang cerdik tentang itu," kata Leslie, "adalah Anda seperti menggunakan fisika... Keindahannya adalah Anda menggunakan sifat cair tanah untuk memberikan daya tahan agar bangunan tetap berdiri."

Istilah teknis untuk ini adalah tekanan hidrostatik, yang pada dasarnya berarti bahwa tanah "mencengkeram" tiang jika banyak tiang dimasukkan secara padat di satu tempat, jelas Leslie.

Memang, tiang-tiang Venesia bekerja dengan cara ini—mereka terlalu pendek untuk mencapai batuan dasar, dan sebaliknya menahan bangunan berkat gesekan. Namun, sejarah cara membangun ini jauh lebih tua.

Teknik ini disebutkan oleh insinyur dan arsitek Romawi abad ke-1, Vitruvius; bangsa Romawi menggunakan tiang-tiang yang terendam untuk membangun jembatan, yang juga dekat dengan air.

Pintu air di China juga dibangun dengan tiang gesekan. Bangsa Aztec menggunakannya di Mexico City, hingga bangsa Spanyol datang, menghancurkan kota kuno itu dan membangun katedral Katolik mereka di atasnya, catat Puzrin.

"Bangsa Aztec tahu cara membangun di lingkungan mereka jauh lebih baik daripada bangsa Spanyol kemudian, yang sekarang memiliki masalah besar dengan katedral metropolitan ini [di mana lantainya tenggelam tidak merata]."

Puzrin mengadakan kelas pascasarjana di ETH yang menyelidiki kegagalan geoteknik terkenal.

"Dan ini adalah salah satu kegagalan itu. Katedral Mexico City, dan Mexico City secara umum, adalah museum terbuka dari segala sesuatu yang bisa salah dengan fondasi Anda."

Fondasi abadi Venesia

Setelah lebih dari satu setengah milenium terendam air, fondasi Venesia terbukti sangat tangguh. Namun, bukan berarti mereka kebal terhadap kerusakan.

Sepuluh tahun lalu, tim dari Universitas Padova dan Venesia (dari berbagai departemen mulai dari kehutanan hingga teknik dan warisan budaya) menyelidiki kondisi fondasi kota, dimulai dari menara lonceng Gereja Frari, yang dibangun pada tahun1440 di atas tiang-tiang alder.

Menara lonceng Frari telah tenggelam 1 mm per tahun sejak pembangunannya, dengan total 60 cm.

Dibandingkan dengan gereja dan bangunan lain, menara lonceng memiliki lebih banyak beban yang tersebar di permukaan yang lebih kecil sehingga tenggelam lebih dalam dan lebih cepat, "seperti tumit stiletto," kata Macchioni, yang merupakan bagian dari tim yang menyelidiki fondasi kota.

Caterina Francesca Izzo bekerja di lapangan, melakukan pengeboran inti, mengumpulkan dan menganalisis sampel kayu dari bawah gereja, menara lonceng, dan dari sisi kanal yang saat itu sedang dikeringkan dan dibersihkan.

Dia mengatakan bahwa mereka harus berhati-hati saat bekerja di dasar kanal yang kering, untuk menghindari air limbah yang sesekali menyembur dari pipa samping.

Tim menemukan bahwa di seluruh struktur yang mereka selidiki, kayu memang rusak (berita buruk), tetapi sistem air, lumpur, dan kayu menjaga semuanya tetap menyatu (berita baik).

Mereka membantah kepercayaan umum bahwa kayu di bawah kota tidak membusuk karena berada dalam kondisi tanpa oksigen atau anaerobik—bakteri memang menyerang kayu, bahkan tanpa adanya oksigen.

Namun, aksi bakteri jauh lebih lambat daripada aksi jamur dan serangga, yang beroperasi dengan adanya oksigen.

Selain itu, air mengisi sel-sel yang dikosongkan oleh bakteri, memungkinkan tiang kayu mempertahankan bentuknya.

Jadi, meskipun tiang kayu rusak, seluruh sistem kayu, air, dan lumpur tetap menyatu di bawah tekanan yang kuat dan tetap tangguh selama berabad-abad.

"Apakah ada yang perlu dikhawatirkan? Ya dan tidak, tetapi kita tetap harus mempertimbangkan untuk melanjutkan jenis penelitian ini," kata Izzo.

Sejak pengambilan sampel 10 tahun lalu, mereka belum mengumpulkan sampel baru, terutama karena kendala logistik.

Tidak diketahui berapa ratus tahun lagi fondasi ini akan bertahan, kata Macchioni.

"Namun, [itu akan bertahan] selama lingkungannya tetap sama. Sistem fondasi bekerja karena terbuat dari kayu, tanah, dan air."

Tanah menciptakan lingkungan tanpa oksigen, air berkontribusi pada hal itu dan mempertahankan bentuk sel, dan kayu memberikan gesekan. Tanpa salah satu dari ketiga elemen ini, sistem akan runtuh.

Pada abad ke-19 dan ke-20, kayu sepenuhnya digantikan semen dalam konstruksi fondasi.

Namun, dalam beberapa tahun terakhir, tren baru membangun dengan kayu semakin diminati, termasuk munculnya gedung pencakar langit kayu.

"Ini seperti material yang keren saat ini, dan untuk alasan yang sangat baik," komentar Leslie.

Kayu adalah penyerap karbon, dapat terurai secara hayati, dan berkat kelenturannya, dianggap sebagai salah satu material yang paling tahan gempa.

"Tentu saja kita tidak bisa membangun seluruh kota dengan kayu saat ini karena populasi kita terlalu banyak di planet ini," tambah Macchioni, tetapi tidak dapat disangkal bahwa tanpa material buatan dan tanpa motor, pembangun kuno harus lebih cerdik.

Venesia bukan satu-satunya kota dengan fondasi kayu, tetapi "satu-satunya [di mana teknik gesekan digunakan] secara massal yang masih bertahan hingga saat ini dan sangat indah," tambah Puzrin.

"Ada orang di luar sana yang tidak mempelajari mekanika tanah dan rekayasa geoteknik, namun mereka menghasilkan sesuatu yang hanya bisa kita impikan untuk diproduksi, yang bertahan begitu lama. Mereka adalah insinyur yang luar biasa dan intuitif yang melakukan hal yang tepat, memanfaatkan semua kondisi khusus ini."

Versi Bahasa Inggris dari artikel ini berjudul Mud, water and wood: The system that kept a 1604-year-old city afloat dapat Anda baca di laman BBC Future.