Visita alla mostra “Le Macchine di Leonardo”
a.s. 2006/07 - Classe III G - Prof.ssa Lidia Buccellato
S.M.S. “G. Garibaldi” Palermo
Questo lavoro ripropone,
seppure in maniera virtuale,
la mostra che abbiamo avuto
modo di apprezzare, grazie
ad
una
visita
guidata
organizzata dalla nostra
scuola.
Utilizzando le foto scattate in
quell’occasione,
abbiamo
ricostruito il percorso, così
come ce lo hanno proposto.
Inoltre,
avvalendoci
del
materiale illustrativo che ci è
stato dato e di ciò che siamo
riusciti a trovare effettuando
una ricerca in Internet,
abbiamo scelto i testi che
accompagnano
ciascuna
slide.
ingresso
La mostra nasce
come esperimento in
un laboratorio: alla
sua base c’è il lavoro
di un artigiano che,
ripercorrendo le
pagine dei Codici, dà
forma ai disegni e alle
indicazioni e crea
modelli in scala delle
invenzioni di
Leonardo.
Leonardo Inventore
“Né mai con l’animo suo si quietava,
ma sempre con l’ingegno fabbricava cose nuove”
Anonimo
I Codici, scritti nel corso di tutta la vita, lasciano testimonianza, attraverso migliaia di
disegni, calcoli e appunti, dei diversi campi di interesse dell’artista.
Nonostante i suoi tentativi, molte delle sue invenzioni non videro mai la luce. Oggi,
invece, sono oggetti comuni che accompagnano la nostra vita quotidiana, si pensi alla
bicicletta, al deltaplano….
La mostra porta a compimento le intuizioni di un Genio, dando forma a quanto nella sua
vita Leonardo non ebbe il tempo di terminare.
Chi è Leonardo
Mappa
Chi è Leonardo
Leonardo nasce il 15 Aprile 1452 ad Anchiano, piccolo paese
nelle vicinanze di Vinci. Del padre, Ser Piero, si sa che
apparteneva ad una famiglia di notai, mentre della madre si
conosce solo il nome: Caterina.
Leonardo, sin da ragazzo, sentì il fascino della natura tanto
che nelle campagne intorno a Vinci si dilettava a seguire il
volo degli uccelli o ad osservare il funzionamento dei mulini.
Ben presto la famiglia si trasferì a Firenze che a quel tempo
era un cantiere a cielo aperto, ovunque venivano avviate
opere architettoniche e artistiche.
Ser piero, assecondando la curiosità del figlio, lo introdusse in
una delle botteghe più rinomate dell’epoca: quella del
Verrocchio.
Durante il soggiorno presso la corte di Ludovico Sforza,
Leonardo dipinse alcune tra le sue opere più famose: l’ Ultima
Cena e la Vergine delle Rocce. Inoltre intensificò gli studi sulle
macchine, sull’architettura, sull’idraulica, sull’urbanistica e
sull’anatomia, trascorrendo notti intere nelle stanze mortuarie
dell’ospedale.
Tra il 1503 e il 1505 si dedicò alla sua opera più famosa: la
Gioconda.
Nel 1506 fu nuovamente a Milano dove si dedicò a tempo
pieno a speculazioni scientifiche, studi biologici e fisici,
ricerche anatomiche, ideologiche, geofisiche, matematiche.
Morì a Cloux il 2 maggio 1519 all’età di 67 anni e fu sepolto
presso la chiesa di Saint-Florentin in Amboise.
MECCANICA
L'aspetto più innovativo del contributo
tecnologico di Leonardo è l'analisi degli
organi delle macchine che considera come
il risultato dell'assemblaggio di una serie di
dispositivi elementari.
Leonardo mostra non solo di conoscere le
macchine semplici (ossia l'argano, la leva,
la carrucola, il cuneo e la vite), ma di
averne approfondito la funzione e la
specificità in modo da poterle applicare a
meccanismi complessi che, attraverso vari
sistemi di trasmissione del moto,
permettono lo svolgimento automatico di
operazioni susseguenti.
MECCANICA
Cuscinetto a sfere
Dovunque ci sia rotazione tra due piani, per
ridurre l’attrito, si utilizzano i cuscinetti a sfera.
Un disegno ricco di dettagli tra le opere di
Leonardo anticipa una tecnica applicata oggi in
vari oggetti, come la ruota di una macchina.
Provando a far ruotare i due piani, ci si
accorge che, grazie all’inserimento di
sfere, l’attrito tra i due è minimo, e l’usura
del modello limitata.
MECCANICA
MECCANICA
Carrucole
Collegato a studi di meccanismi per orologeria con
movimento a peso e non a molla, questo disegno
illustra un sistema di carrucole per regolare la
discesa del peso ed accorciare lo spazio usato per
lo svolgimento della corda.
Binda a vite
Tra le macchine per sollevare pesi, la binda a vite
risulta tra le più potenti. Essa viene comandata da
una manovella tramite meccanismo elicoidale. I
problemi di attrito vengono risolti in maniera
brillante con l’utilizzo di cuscinetti a sfere.
MECCANICA
MECCANICA
Cric
Faro
Chissà se Leonardo pensò a questo modello per
cambiare le ruote rotte a carri? Sicuramente,
anche in questo caso, quello che stupisce è
quanto sia geniale e moderna l’idea.
Nel 1502 Cesare Borgia chiese a Leonardo di
progettare il porto canale di Cesenatico. Dopo
precisi rilievi dell’area, realizzò uno schizzo
della città vista dall’alto e progettò un faro per
guidare le imbarcazioni, ridisegnando il canale
in modo tale da risolvere l’annoso problema
dell’insabbiamento dell’imboccatura.
MECCANICA
MECCANICA
Catene di trasmissione
Questo studio non era finalizzato solo ed esclusivamente alla
trasmissione nella bicicletta, ma anche agli orologi che Leonardo
aveva studiato.
Un'invenzione ecologica: la bicicletta
Due ruote, un asse in legno, un manubrio e una catena che collega i pedali alla ruota posteriore: è solo
uno schizzo, ma la figura (ritrovata sul Codice Atlantico) rinvia inequivocabilmente alla bicicletta.
Un sorprende dettaglio: la presenza di una trasmissione a catena. Un particolare non irrilevante se si
considera che solo nel 1874 la trasmissione posteriore a catena fu applicata alla bicicletta. Leonardo ci
arrivò quattro secoli prima, progettando un mezzo di trasporto leggero, semplice e, a sua insaputa,
ecologico.
MECCANICA
MECCANICA
Martello a camme
Oltre ad essere un modello interattivo, è anche una
macchina funzionante in automatico. La battuta è
sempre la stessa, mentre il moto potrebbe essere dato
da una ruota che viene mossa dall’acqua di un fiume.
Volano
Per superare i punti di inerzia ed aumentare il moto,
Leonardo disegna una serie di volani che possono
essere a ruota oppure forniti di pesi.
MECCANICA
MECCANICA
Cambio di velocità
Nel disegno si vedono due rocchetti (uno conico ed
uno cilindrico) che trasmettono il movimento a ruote
dentate di differenti diametro. Ciascuna ha una
propria velocità corrispondente al tempo impiegato
per compiere un’intera rotazione. Il sistema è, nel
principio, uguale al moderno cambio delle automobili.
Ingranaggio a lanterna
Nella meccanica di Leonardo, la combinazione ruota
dentata - rocchetto a lanterna, è tra i sistemi di
trasmissione del moto più comuni.
In alcune note Leonardo metteva in guardia sulla
possibilità di rotture causate da eccessivi pesi o moti
avversi.
MECCANICA
MECCANICA
Automobile a balestre
L’automobile di Leonardo, progettata per spettacoli teatrali, è dotata di tre ruote e uno sterzo. A
lungo si è pensato che il movimento dipendesse dalle balestre, oggi invece si ritiene che la forza
motrice fosse fornita da molle poste sotto le ruote.
MECCANICA
MECCANICA
Alzacolonne
Ecco un tipico esempio di semplificazione del lavoro per l’uomo: una serie di viti, permettono in
maniera semplice e sicura di sollevare una colonna e di poggiarla sopra la sua base.
MECCANICA
MECCANICA
Solido tridimensionale
Leonardo, da sempre attratto dalla geometria, disegna in
assonometria questo modello formato da tre quadrati che si
intersecano.
Il modello ricostruito in legno mostra un’architettura futuristica.
MECCANICA
MECCANICA
Camera degli specchi
Anche l’ottica appartiene ai vari campi che Leonardo studia durante
la sua vita. Questa camera, formata da otto lati, all’interno è
completamente rivestita di specchi. Questo esperimento permette
di poter visionare, da ogni angolazione e senza doversi spostare,
un oggetto posto all’interno.
MECCANICA
MECCANICA
Orologio di notte
Con questo modello di orologio Leonardo dimostra che una candela accesa, posta
accanto ad una stecca graduata su cui sono segnate le ore, basta a risolvere il
problema del riferimento allo scorrere del tempo in piena notte.
Si suppone che questo modello, così semplice ma efficace, sia stato utilizzato da
Leonardo tutte le volte che di notte si attardava nella compilazione dei suoi
disegni.
MECCANICA
MECCANICA
Automa o robot
Rimane tra i disegni di Leonardo
uno schema di meccanismo per un
automa con armatura medievale
che, oltre ad essere impiegato per
uso teatrale, venne adattato per un
ricevimento reale durante il quale
diversi
automi,
allineati
in
formazione, con un particolare
comando alzavano le braccia per il
saluto al sovrano.
MECCANICA
GUERRA
Benché consideri la guerra una "pazzia
bestialissima", Leonardo dedica una parte
significativa dei suoi studi all'analisi di armi e
macchine belliche. La contraddizione è più
apparente che reale, se si tiene presente che
Leonardo trascorre la vita al servizio di alcuni dei
maggiori signori dell'epoca e che per molti di essi
la guerra, effettivamente combattuta o soltanto
preventivata,
costituisce
un
elemento
imprescindibile nella gestione del potere. Non è
quindi un caso se, nella celebre lettera di
presentazione in cui offre i suoi servigi a Ludovico
il Moro, l'artista mette in evidenza soprattutto le
proprie doti di ingegnere militare e di progettista
di armi. Le armi che egli propone al Duca
milanese sono principalmente da fuoco, ma non
mancano macchine da assedio, catapulte e simili,
che riconducono ad una gestione della guerra più
tradizionale.
GUERRA
Scala mobile
Questo modello permette di attaccare le
fortificazioni nemiche in maniera semplice ed allo
stesso tempo è di facile trasporto. Vi stupirete
davanti a questa macchina, pensando alla sua
attualità.
GUERRA
GUERRA
Barca con falce
(Escorpio)
Attraverso un sistema di
copertura,
la barca
può
avanzare ed essere manovrata
senza pericolo. La falce,
azionata sollevando l’asta in
legno da un meccanismo a
rocchetto, colpisce le vele delle
navi nemiche ruotando di 360°.
GUERRA
GUERRA
Leonardo aveva pensato alla costruzione di una
macchina escavatrice.
L'originalità del sistema consiste nella sporgenza
frontale della macchina. Poggiando su delle rotaie, la
macchina può spostarsi seguendo l'avanzamento dei
lavori. In precedenza, infatti, le macchine d'estrazione
erano fisse e venivano disposte lateralmente sul bordo
del fossato secondo un semplice sistema di gru.
L'escavatrice di Leonardo, inoltre, funziona secondo
un principio di contrappesi, più semplice, meno
faticoso e quindi più economico in termini di uomini. In
questa macchina l'azionamento della zappa avviene
per effetto del rilascio istantaneo verso il basso del
peso del recipiente equilibratore. La grande semiruota,
invece, serve a facilitare l'operazione manuale di
ricarico del peso alla massima altezza di lavoro.
L'operazione si ripete più volte, finché la zappa non
arriva alla profondità del fossato. L'escavatrice viene
successivamente trainata in avanti lungo le rotaie e
l'operazione può così continuare. Oggi, al posto dei
contrappesi, le moderne escavatrici azionano la zappa
con potenti motori, ricalcando l'impianto progettuale di
Leonardo.
Escavatrice da
trincea
GUERRA
GUERRA
Circumfolgore
Leonardo pensò, riguardo alle battaglie sul mare, che bisognasse aumentare la velocità di
tiro delle armi. Il prototipo pensato prevedeva 12-16 cannoni disposti su di una piattaforma;
questi sparavano contemporaneamente, di modo che venisse annullata ogni forma di
spostamento.
GUERRA
VOLO
L'interesse per il volo si manifesta in Leonardo fin
dagli anni giovanili trascorsi a Firenze, ma è dopo il
suo trasferimento a Milano, intorno al 1482, che il
problema comincia ad assumere in lui un rilievo
particolare. L'osservazione, sia pure generica, degli
uccelli lo convince che il volo non ha in sé nulla di
misterioso - a differenza di quanto pensano gli
scienziati dell'epoca - ma è un fenomeno puramente
meccanico, dovuto al colpo d'ala nell'aria. Il fatto che
l'aria sia comprimibile ed eserciti, quindi, una
resistenza in grado di sostenere un corpo,
costituisce una delle intuizioni fondamentali di
Leonardo, portandolo a concludere la possibilità
anche per l'uomo di volare:
"... che per queste ragioni potrai conoscere l'uomo
colle sua congegnate e grandi ale, facendo forza
contro alla resistente aria e vincendo, poterla
soggiogare e levarsi sopra di lei".
VOLO
Anemometro a lamelle
L’anemometro a lamelle o a pennello era uno dei più
semplici. Esso era costruito in una forgia non
particolarmente curata. Si trattava di un apparecchio
in legno graduato, a forma di un quarto di cerchio, e
possedeva una lamina, la quale era libera di inclinarsi
e di essere spostata dalla sua posizione verticale di
riposo, a seconda dell’intensità e della direzione del
vento.
Anemometro a tubi conici
Leonardo, avvalendosi di una tecnologia
derivatagli dalla pratica dell’arti meccaniche, ideò
anche l’anemometro, ossia un apparecchio che
servisse a misurare la velocità del vento.
L’apertura dei coni attraverso i quali passava
l’aria metteva in azione una ruota a ventola il cui
moto era proporzionale alla pressione del vento.
Oggi, gli anemometri sono montati nei più
moderni aerei.
VOLO
VOLO
Inclinometro
Un pendolo posto dentro una campana di vetro, … “ questa palla... ti farà
guidare lo strumento ( la macchina volante ) diritto o torto, come vorrai, cioè
quando vorrai andare pari, fa che la palla stia nel mezzo del cerchio”.
VOLO
VOLO
volo
Deltaplano
Leonardo studia deltaplano
una macchina per
il volo planato che permetta al pilota
di cambiare il centro di gravità
spostandosi semplicemente con la
parte superiore del suo corpo.
VOLO
VOLO
Macchina volante
La macchina volante è uno dei
progetti più noti di Leonardo. Il pilota
si sdraiava sul pianale al quale era
legato con cinghie; i piedi del pilota
andavano ad azionare i complessi
meccanismi
che
guidavano
il
movimento alare.
VOLO
VOLO
Studio d’ala
Lo studio d’ala unita, che assomiglia ad quella di un
pipistrello, presenta un unico panno teso su di una armatura
in legno e canne.
VOLO
VOLO
Paracadute
"Ognuno si potrà gettare da qualsiasi altezza senza
alcun rischio".
Così scrisse Leonardo a proposito dei suoi studi per il
volo meccanico realizzati tra il 1483 e il 1486 a Milano.
La struttura inventata da Leonardo prevedeva una
piattaforma piramidale in lino, la cui base, lunga circa
otto metri per lato, era tenuta aperta da quattro corde
legate ai rispettivi angoli: un'invenzione che avrebbe
reso possibile, come assicurava il suo ideatore,
lanciarsi da qualsiasi altezza senza riportare alcuna
ferita.
A Leonardo farebbe sicuramente piacere apprendere
che il paracadute da lui progettato ed ideato, oggi è
stato sperimentato con successo dall'architetto
londinese Adrian Nicholas.
Unici elementi nuovi rispetto al modello, sono stati l'uso
del cotone (invece del lino) e la modifica del sistema di
fuoriuscita dell'aria. Sganciato a tremila metri di altezza
nei cieli del Sudafrica, il paracadute ha superato con
successo la prova dell'aria. La discesa non è durata più
di cinque minuti e il paracadute non ha mostrato
eccessivi ondeggiamenti. Per forma, struttura e qualità
dei materiali, il paracadute attuale è certamente più
sicuro di quello ipotizzato da Leonardo. A lui, tuttavia,
anche in questo caso va attribuita l'idea originaria.
VOLO
IDRAULICA
Leonardo da Vinci fu affascinato dai temi
della idraulica, probabilmente a partire dal
1482, anno della sua visita a Milano. Quelli
che possiamo considerare gli ingegneri
dell’epoca, avevano trasformato un difetto di
Milano (la mancanza di un grande fiume
navigabile che la attraversasse) in un pregio,
creando una fitta rete di canali, chiamati
navigli. I navigli assicuravano trasporti,
commerci e spostamenti di uomini. Leonardo
studiò con attenzione le soluzioni, che
descrisse nei suoi appunti, degli idraulici
lombardi e poi propose le sue migliorie. In
particolare si occupò delle conche, che
consentono alle barche di superare dislivelli,
e dei meccanismi di apertura e chiusura delle
paratie. Dall’attenta osservazione dello
scorrere dei fiumi, Leonardo ricava parecchie
considerazioni sul movimento, sull’erosione,
sullo scorrimento in superficie e in profondità
delle acque.
IDRAULICA
Il pensiero di Leonardo spazia fino
a progettare l’intervento diretto
sulla natura con l’apertura di un
grande canale navigabile che,
deviando l’Arno, avrebbe dovuto
collegare
Firenze
al
mare
servendo la zona di Prato, Pistoia,
Serravalle e garantire l’ambito
sbocco sul Tirreno. Ma elabora
anche altri due progetti idraulici,
uno per allagare la vallata
dell’Isonzo nel Veneto in caso
d’invasione turca e l’altro per la
bonifica delle paludi Pontine.
Affascinato dall’idea di far muovere
l’uomo sopra e sotto l’acqua,
Leonardo disegna galleggianti e
respiratori e non trascura la
possibilità di far muovere con
speditezza
le
imbarcazioni,
perfezionando la forma dello scafo
ad imitazione della forma dei pesci
oppure azionando dall’interno della
nave meccanismi che muovano
pale.
IDRAULICA
IDRAULICA
Trivella verticale
Una trivella idraulica con concetti meccanici simili alle trivelle
attuali. Il meccanismo era azionato da due uomini che, in base
alla profondità da raggiungere, aggiungevano dei pali collegati
alla punta perforatrice metallica.
Sega idraulica per forare tronchi
IDRAULICA
IDRAULICA
L’acqua come forza motrice è uno dei punti fermi della tecnologia prima,
durante e dopo l’età di Leonardo, fino a tempi da noi non troppo distanti.
Sega idraulica
Questa sega ad avanzamento
meccanico viene messa in funzione
dall'energia idraulica. Grazie a un
complesso sistema di ingranaggi
che abbina biella e manovella al
meccanismo ad arpione, la ruota
idraulica
trasmette
in
rapida
successione il movimento alternato
alla lama della sega e al carrello
porta tronchi. Questo si sposta di
un’unità per volta in modo
sincronizzato. Il funzionamento
della sega è reso così il più
automatico possibile.
IDRAULICA
IDRAULICA
Ponte arcuato
Si tratta di ponti “ leggerissimi e forti”. Usati per scopi essenzialmente militari, permettono, con lo scavalcamento
del fiume, veloci ed inaspettati spostamenti delle truppe contribuendo al fattore sorpresa talvolta fondamentale
agli esiti della battaglia.
IDRAULICA
IDRAULICA
Imbarcazione a doppio scafo
Leonardo progettò navi con doppio scafo,
chiuse ermeticamente, per imitare la forma
dei pesci, capaci di compiere immersioni nei
fondali. Il doppio scafo prevedeva delle
camere stagne che avrebbero permesso
all’imbarcazione di non affondare nel
momento in cui essa veniva attaccata da
navi nemiche.
Barca a pale
Leonardo si adoperò affinché la navigazione
fosse più rapida e semplice. Per questa
ragione progettò barche, con grandi pale,
azionate tramite forza muscolare. Queste
imbarcazioni assomigliano molto ai battelli a
vapore dell’epoca della rivoluzione industriale.
IDRAULICA
IDRAULICA
Ponte mobile
Sono molteplici gli esempi di ponte mobile a rapido impiego
che Leonardo disegna nel corso della sua carriera di
ingegnere militare.
IDRAULICA
IDRAULICA
Vite d'Archimede
Il nome fa già comprendere che questo elemento macchinale era
conosciuto dallo scienziato greco Archimede. Leonardo, come
testimoniano i numerosi disegni e progetti rinvenuti, condusse
molti studi sulla vite di Archimede. Egli, con ingegnosa intuizione,
fece in modo che il movimento della vite, costituita da un tubo
cavo avvolto intorno ad un asse rotante, riuscisse, per il moto
rotatorio impartito da una manovella, a drenare l’acqua.
IDRAULICA