Akankah Manusia Tinggal di Kota Utuh, 'Seperti Disebuah Gedung dalam Cerita Fiksi Ilmiah?'

KOTA-KOTA dalam cerita fiksi ilmiah sering digambarkan sebagai sebuah struktur yang di dalamnya terdapat segala kebutuhan sehari-hari, tetapi seberapa memungkinkan kah untuk membangun sebuah kota utuh di dalam sebuah gedung?

Kota-kota terpencil telah menjadi pemandangan khas untuk menggambarkan pemukiman futuristik dalam kisah-kisah fiksi ilmiah.

Mereka adalah habitat mandiri, menggabungkan semua infrastruktur penting, termasuk pembangkit energi, produksi pangan, pengelolaan limbah, dan air dalam satu lokasi terbatas.

Konsep arkologi – sebuah istilah yang menggabungkan arsitektur dan ekologi – diusulkan oleh arsitek Paolo Soleri pada tahun 1969, saat ia berusaha menggabungkan konstruksi dengan filosofi ekologi.

Setahun kemudian, Soleri mulai mengerjakan Arcosanti , sebuah kota eksperimental di Amerika, yang mendemonstrasikan konsepnya tersebut.

Konsep Soleri mengilhami fiksi ilmiah dengan visi kota futuristik: habitat monolitik tempat penduduk tinggal dan bekerja tanpa pernah meninggalkan bangunan.

Contoh sinematik termasuk bangunan tinggi besar di Dredd (berdasarkan karakter buku komik Judge Dredd) dan Skyscraper , meskipun sedikit penjelasan diberikan tentang cara pengoperasiannya.

Fiksi ilmiah, pada gilirannya, mungkin telah mengilhami beberapa varian dunia nyata.

The Line yang diusulkan Arab Saudi ditetapkan sebagai kota pintar besar yang dapat menampung sembilan juta orang dalam satu bangunan selebar 200 meter, membentang 170 kilometer dan setinggi 500 meter.

The Line akan ditenagai menggunakan energi matahari dan turbin angin, tetapi tidak akan sepenuhnya swasembada, karena makanan dan perbekalan lainnya masih dibutuhkan oleh penduduk, dan harus disediakan dari sumber eksternal.

Beberapa struktur yang mirip dengan arcologi sudah ada.

Misalnya, basis penelitian Antartika adalah komunitas yang relatif mandiri, sebagian besar karena keterpencilannya. Lingkungan sekitarnya juga berarti bahwa mereka harus mandiri.

Stasiun McMurdo menyediakan tempat tinggal bagi sekitar 3.000 peneliti dan staf pendukung. Namun, stasiun tersebut masih membutuhkan pasokan makanan dan bahan bakar yang signifikan setiap tahun.

Struktur lain yang dirancang untuk berdiri mandiri mungkin termasuk kapal induk, kapal selam nuklir, dan rig minyak. Semuanya memiliki area tempat tinggal dan kerja yang dibutuhkan untuk kru, meskipun untuk penggunaan jangka pendek.

Kapal induk perlu diisi ulang setiap beberapa minggu, sementara kapal selam nuklir dapat bertahan di bawah air hingga empat bulan.

Namun, tak satu pun dari ini adalah tempat yang menyenangkan untuk ditinggali.

Kapal selam khususnya sempit dan bau, kamar tidur dapat digunakan bersama dan kru diberi suplemen vitamin D karena kurangnya sinar matahari.
Apakah ‘arkologi’ memungkinkan?

Tapi bisakah kita benar-benar membangun sebuah arkologi?

Ukuran struktur seperti itu akan membutuhkan fondasi yang masif untuk menopang bobotnya.

"Anda dapat membangun hampir semua hal hingga batas tertentu," kata insinyur struktur Monika Anszperger dari BSP Consulting.

"Pemuatannya akan sangat besar, tetapi tidak ada yang tidak dapat dicapai. Hanya akan lebih mahal untuk membangun fondasinya."

Tantangan yang lebih besar yang disebabkan oleh ketinggian bangunan adalah pengaruh angin.

Pemuatan angin tidak terlalu menjadi perhatian untuk rumah biasa; tetapi menara kolosal, seperti Burj Khalifa di Dubai, perlu mempertimbangkan aliran angin dan pusaran yang dihasilkan.

Pusaran adalah efek yang disebabkan oleh angin yang menghantam permukaan bangunan, menciptakan area bertekanan rendah di sisi yang berlawanan, lalu berputar-putar untuk mengisinya.

Aksi pusaran inilah yang menyebabkan gedung-gedung tinggi bergoyang saat angin kencang.

Efek goyangan dapat berkisar dari minuman beriak hingga struktur runtuh.

Jembatan Tacoma Narrows di Washington runtuh pada tahun 1940 karena angin kencang yang menyebabkan osilasi frekuensi yang semakin tinggi (gerakan cepat) di jembatan, hingga jembatan itu hancur berkeping-keping.

Efek vortisitas dapat dikurangi dengan menggunakan tuned mass damper (alat untuk mengurangi getaran) untuk mengurangi gerakan, serta merancang struktur untuk mengganggu aliran angin.

"Salah satu cara untuk mengurangi pusaran adalah mengubah bentuk bangunan semakin ke atas," kata Adrian Smith, arsitek di balik banyak bangunan besar, termasuk Burj Khalifa.

"Jika Anda tidak mengubah bentuk bangunan, pusaran itu berpeluang untuk meningkat sendiri dan menciptakan gelombang gerakan. Pusaran ini mengikuti struktur bangunan dan menyebabkan keruntuhan progresif."

Oleh karena itu, daripada membangun sebuah arkeologi sebagai struktur berdinding geser, seperti yang ditampilkan di Dredd, lebih mungkin dibangun untuk mengganggu aliran angin, seperti dengan menggunakan konstruksi bertingkat, seperti struktur MesoAmerika kuno.

Bagaimana dengan kebutuhan energi dan makanan?

Tantangan utama lainnya adalah pembangkitan energi.

Teknologi energi terbarukan, seperti panel surya dan turbin angin, dapat dengan mudah dipasang di bagian luar arkologi, tetapi tidak mungkin memberikan solusi energi yang lengkap dengan sendirinya.

Karena mereka hanya akan efektif pada waktu-waktu tertentu, pembangkit listrik cadangan dan sistem penyimpanan energi lainnya akan dibutuhkan ketika ada kekurangan.

Reaktor nuklir adalah solusi pembangkit energi alternatif yang memungkinkan.

Reaktor modular kecil , versi mini reaktor nuklir canggih buatan pabrik, merupakan sumber energi yang ringkas dan efisien.

RMK mengklaim beberapa keuntungan dibanding reaktor besar, dalam hal peningkatan keamanan dan pencegahan proliferasi bahan nuklir .

Namun, seperti semua reaktor fisi, pemrosesan dan penyimpanan limbah nuklir merupakan tantangan tersendiri.

Alternatifnya, reaktor fusi akan lebih aman dan memberikan bentuk energi yang lebih bersih, namun desain saat ini tidak kecil (satu desain, Iter, diperkirakan berbobot 23.000 ton ) atau layak secara finansial, karena belum ada yang menghasilkan lebih banyak energi daripada yang mereka gunakan.

Produksi pangan juga perlu diperhatikan.

Pertanian konvensional tidak praktis di dalam gedung.

Pertanian hidroponik vertikal dapat digunakan, yang juga akan memberikan bentuk alami daur ulang udara.

Namun, penerangan yang diperlukan akan meningkatkan permintaan energi dan keterbatasan ruang dapat mempersulit produksi makanan yang cukup.

Arkologi yang digambarkan dalam novel Water Knife oleh Paolo Bacigalupi menggunakan serangkaian kolam penyaringan untuk mendaur ulang air, yang masuk akal.

Namun, kerugian tidak dapat dihindari dalam sistem daur ulang apa pun.

Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) mendaur ulang sekitar 17,3 liter air setiap hari, termasuk air seni dan keringat, tetapi tetap membutuhkan pasokan air segar secara teratur setiap beberapa bulan.

Apakah ini masa depan yang dibayangkan?

Tidak semua orang melihat masa depan untuk bangunan bertingkat tinggi.

Pada tahun 2021, China melarang bangunan baru dengan tinggi lebih dari 500m dan memberlakukan pembatasan ketat pada bangunan dengan tinggi lebih dari 250m.

Meski demikian, pertumbuhan populasi bumi perlu diakomodasi.

Terus memperluas kota secara horizontal, melalui pembangunan di lahan baru, tidak berkelanjutan tanpa batas waktu .

Ini memperkuat argumen untuk tumbuh ke atas, menciptakan kota-kota vertikal.

"Kota berkembang secara besar-besaran, dari satu menjadi 10 juta," kata Antony Wood, direktur Bangunan Tinggi dan Urbanisme Vertikal di Institut Teknologi Illinois dan presiden Dewan Bangunan Tinggi dan Habitat Perkotaan.

"Tidak bisa tumbuh horizontal, karena tidak berkelanjutan, untuk konsumsi lahan dan energi yang digunakan untuk membangun dan mengoperasikan kota horizontal. Maka akan berkembang secara vertikal."

Alih-alih blok menara independen, bangunan bisa saling berhubungan dengan jembatan darat, menciptakan ruang hijau di antara mereka.

Namun, membangun ke atas dengan jaringan jembatan tanah berisiko menempatkan tingkat yang lebih rendah ke dalam bayangan, membuat tingkat yang lebih tinggi semakin diinginkan, sehingga mengarah ke sistem hierarki yang terstruktur.

"Saya benar-benar melihat kota berkembang secara vertikal di dekat area transit dan saya juga melihatnya berkembang secara horizontal," kata Smith.

Karena efek perubahan iklim menjadi semakin nyata, bahan bangunan kota bisa berubah.

Emisi karbon dari industri semen lebih besar daripada emisi dari sektor penerbangan .

Salah satu bahan konstruksi alternatif bisa berupa kayu massal: produk rekayasa yang dibuat dari panel kayu berlapis yang diikat menjadi satu.

"Jumlah energi untuk menghasilkan kayu massal adalah sebagian kecil dari apa yang dibutuhkan untuk menghasilkan bahan yang sama pada baja atau beton," kata Wood. "Sementara dalam proses produksi, mereka menyerap karbon dari atmosfer."

Meskipun membangun sebuah arkologi secara teori dimungkinkan, setidaknya dari perspektif struktural, diperlukan rekayasa inventif untuk memastikan pembangkit energi yang diperlukan, produksi makanan, dan sistem reklamasi limbah berkelanjutan.

Kritikus mengatakan sulit untuk melihat bagaimana arkologi dapat dibuat layak secara ekonomi dalam waktu dekat .

Ada juga argumen bahwa tinggal secara permanen di dalam area tertutup tidak akan menyenangkan, meskipun menyenangkan mengetahui hal itu mungkin terjadi, seandainya peristiwa apokaliptik membuat dunia luar tidak dapat dihuni.

"Saya tidak akan pernah mengatakan bahwa sesuatu tidak dapat dibangun," Anszperger menyimpulkan . "Itu bisa dibangun, tapi perlu ada visi dan kebutuhan untuk itu". (*)