Leonardo e l’ingegneria
Lezione del corso di
Storia della Tecnologia
17/03/2008
Filippo Nieddu
Leonardo da Vinci / 1
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Le posizioni nei confronti del lavoro di Leonardo nel
campo della tecnologia sono mutate nel corso dei
secoli.
I suoi contemporanei come molti critici del Novecento
considerarono l’attività tecnica di Leonardo minoritaria
rispetto alla produzione artistica.
Indubitabile, in ogni caso, è il valore delle
rappresentazioni grafiche e pittoriche realizzate da
Leonardo.
Il tributo degli autori di teatri di macchine nei confronti
di Leonardo è indubbio.
Leonardo da Vinci / 2
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Nonostante la produzione leonardesca sia stata
limitata ai disegni e ai testi manoscritti, il fatto che dal
1488 Leonardo abbia tenuto costante traccia scritta
della propria attività è importante per dimostrare la
volontà di Leonardo di trasmettere in qualche modo i
risultati della propria attività.
Gli appunti di Leonardo sono in qualche modo da
ricondursi alla sua volontà di comporre dei trattati in
relazione ai temi affrontati.
Altro valore di Leonardo è la sua attitudine a separare
i singoli componenti delle macchine.
La vite aerea / 1
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"Trovo, se questo
strumento a vite sarà
ben fatto, cioè fatto di
tela lina, stopata i suoi
pori con amido, e
svoltata con prestezza,
che detta vite si fa la
femmina nell’aria e
monterà in alto".
La vite aerea / 2
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Questo è uno dei disegni più noti di Leonardo. Alcuni esperti
l’hanno identificato come l’antenato dell’elicottero. Il solo
disegno di corredo alla descrizione di Leonardo è lo schizzo di
una vite aerea del diametro di 5 metri, di legno, tessuto di lino e
tiranti, azionata presumibilmente da quattro uomini che si
sarebbero dovuti posizionare nella piattaforma centrale, e
avrebbero esercitato una pressione sulle leve, al fine di far
girare l’albero. Una macchina del genere non si sarebbe potuta
mai effettivamente alzare; ciò che è importante rilevare è il
progetto di una macchina che, con adeguate forze ed
un’adeguata geometria, avrebbe potuto sfruttare la
penetrazione nell’aria ed elevarsi da terra.
Affusto
di cannone
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Il modello rappresenta un
affusto di cannone a code
divaricabili molto innovativo e
interessante perché consente
di coprire notevoli settori di
brandeggio (rotazione di una
bocca da fuoco su di un piano
orizzontale) e di assicurare la
stabilità del tiro con la bocca
da fuoco che può spostarsi
velocemente sia in
orizzontale, mediante un
sistema a guida, che in
verticale mediante un sistema
a pioli.
Apparecchio per
misurare la resistenza
dei fili / 1
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Dalla lettura della nota posta
a fianco del disegno, eseguita
con grafia molto curata e non
priva di tratti ornamentali, è
possibile seguire l'evolversi
dell'esperienza finalizzata a
determinare la resistenza di
un filo metallico e di "ogni
cosa atta a
sostenere". Leonardo
sostiene, riportando diversi
esempi, che la lunghezza del
filo influisce sulla sua
resistenza.
Apparecchio per
misurare la resistenza
dei fili / 2
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L'apparecchio pensato da Leonardo per fare “…sperienza della
forza che può fare un filo di ferro in varie lunghezze…" è costituito
da una tramoggia contenente della sabbia che può venire
versata, attraverso una piccola apertura, all'interno di un cestello
appeso ad un filo. La sabbia continua ad entrare fino a provocare
la rottura del filo stesso. Nel momento in cui avviene la rottura, un
dispositivo interrompe il flusso della sabbia; quella raccolta nel
cestello diviene così misura della resistenza del filo. Il dispositivo
era pensato per ripetere la prova con differenti metalli o altri
materiali usati per sostenere pesi quali legno, pietre, corde o altri
ancora.
Attrezzo per la prova
dell'ala battente
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Secondo Leonardo, se lo
sperimentatore fosse riuscito ad
abbassare con sufficiente
rapidità la lunga leva, l'ala ad
essa attaccata, appoggiandosi
sull'aria, avrebbe dovuto
sollevare il peso del pancone
pesante all'incirca quanto quello
di un uomo. Per ottenere questo
risultato, Leonardo calcolava che
l'ala dovesse misurare circa 12
metri in lunghezza e larghezza e
che pertanto due ali di questa
dimensione fossero sufficienti a
sollevare e mantenere in aria
l'uomo e la sua macchina
volante.
Barca
a propulsione
a ruote
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Le pale motrici della barca a propulsione
avrebbero dovuto avere una lunghezza di
circa 90 cm. Per moltiplicare la forza dei
vogatori erano previste delle ruote del
diametro di un braccio (60 cm circa) con 16
denti che ingranavano su di un rocchetto
del diametro di 1/4 di braccio munito di 12
denti. Prescindendo dalle difficoltà
meccaniche e nautiche, facendo compiere
alla "rota del primo moto" 50 giri al minuto
si sarebbe ottenuto un movimento della
barca con velocità di "50 milia per ora".
Basilica a 5 cupole
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Questa è una chiesa a croce
greca, organizzata su due
assi perpendicolari con
ottagono irregolare centrale e
quattro cappelle identiche. La
chiesa è divisa in due parti da
una cornice continua: la parte
inferiore comprende tre
coppie di finestre bifore e
quattro porte sormontate da
un timpano triangolare; la
parte superiore è costituita da
cinque tamburi con cupole tra
le quali spicca quella centrale
che organizza i volumi e le
masse dell'edificio.
Battipalo
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E' una macchina molto utile
per la palificazione di conche
idrauliche e già in uso ai
tempi di Leonardo. E'
composta da un telaio
verticale con argano per il
sollevamento del peso.
Questo è munito sulla
testata di un congegno di
presa costituito da due
balestre piegate che ne
assicurano lo sganciamento
alla massima altezza,
imprimendo così al palo tutta
la forza disponibile.
Distillatore a refrigerazione
continua
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Questo alambicco era
caratterizzato da una
superficie di
condensazione assai
ampia con separazione
della zona del fuoco da
quella dell'acqua di
raffreddamento
mediante una zona
centrale esposta all'aria.
Si riduceva così al
minimo il salto di
temperatura che poteva
danneggiare i recipienti
di vetro e ceramica.
Doppia gru
girevole
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Vista da Leonardo in cantieri,
nelle vicinanze di cave di
pietra o allo scavo di canali,
questa gru, oltre a lavorare in
altezza, poteva ruotare. Le
due gru si controbilanciano;
una gru era caricata con un
masso appena tagliato, e
l'altra scaricava il blocco
precedente. La piattaforma
poi girava per invertire la
posizione dei due bracci. La
doppia gru poteva essere
trainata per brevi tratti su rulli,
mediante argano orizzontale
a vite e madrevite.
Draga marittima
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La benna di questa draga
marittima a comando manuale
anticipa la costruzione delle
attuali benne escavatrici
meccaniche. Oltre alla
particolare forma dei denti, la
benna era manovrata da una
doppia fune, che consentiva sia
il tiro che l'innalzamento,
favorendo le condizioni di
lavoro. Le numerose ancore di
trattenuta dovevano
controbilanciare gli sforzi cui
era sottoposta la draga per la
trazione della benna sul fondo.
Draga lagunare
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Questo tipo di draga doveva
servire per pulire i fondali di
canali o di conche lacustri. La
draga era montata su due
barche ed era fornita di
quattro pale ruotanti con
movimento a manovella. La
forma delle casse "portatrici di
terra del pantano" consentiva
la facile caduta del fango in
Interessante l'avanzamento della draga
una zattera ormeggiata fra le
a mezzo del cavo di ormeggio: mentre la
due barche. La profondità
ruota gira a cavar fango, una corda
dell'escavazione era regolata
legata alla riva si avvolge intorno all'asse
dallo scorrimento in verticale
del tamburo spostando la zona di
del tamburo al quale erano
escavazione.
fissate le quattro pale.
Escavatrice
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L'azionamento della zappa in
questa macchina escavatrice
avviene con il del rilascio
istantaneo verso il basso del
peso del recipiente
equilibratore. La grande
semiruota 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 è
trainata in avanti e
l'operazione può continuare.
Forno a fiamma
guidata
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Forno per la fusione di
metalli, anche di natura
diversa, non esposti alla
fiamma diretta. La bocca
d'entrata dell'aria,
destinata a dare
"movimento" al fuoco, si
apre nella base del
forno.
Fuso ad aletta / 1
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Nel campo della tessitura, è una
delle macchine più innovative
proposte da Leonardo. Grazie al
fuso ad aletta, con il quale nel
medesimo tratto di filo si
eseguono in un primo tempo le
operazioni di stiro, torsione ed
immediatamente dopo
l'operazione di incannatura,
Leonardo ha posto le basi del
filatoio continuo. Le operazioni di
stiro, torsione ed incannatura
avvengono nel medesimo tempo
in tre tratti di filo consecutivo, e si
ripetono con l’avanzare del filo.
Macchina per fabbricare aghi
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L’apparente assenza di attenzione di Leonardo per le
applicazioni pratiche è smentita da alcuni suoi appunti,
come quello relativo alla fabbricazione della macchina
per rifinire gli aghi.
Leonardo valutò con precisione i ricavi derivanti
dall’uso di una siffatta macchina: nella fattispecie una
macchina del genere poteva produrre aghi per un
valore alla vendita di 60.000 ducati (2.000 era lo
stipendio di Leonardo, e 60.000 ducati era la prebenda
di Giuliano de’ Medici, per conto di cui la macchina fu
realizzata).
Galleggiante
a fondo apribile
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Questo galleggiante era stato
pensato per trasportare
materiale da depositare sul letto
di un fiume dalle acque
tranquille e non troppo
profonde, alzandone il fondo e
permettendo il passaggio di
truppe. Tale rialzamento doveva
ottenersi con il getto "nel luogo
dove vuoi" di ghiaia trasportata
con questi galleggianti, che
usati come "mezzi di
circostanza" potevano essere
costruiti sul luogo di impiego
utilizzando canne o vimini
intrecciati e rivestiti di pelli.
La conversione del moto
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Molti meccanismi ideati da Leonardo erano concepiti
al fine di convertire un tipo di moto in un altro.
La trattazione del problema dell’attrito fu difficoltosa
per Leonardo, che non disponeva di mezzi teorici
sufficienti per gestire correttamente un problema di
dinamica.
L’influenza dell’arte dell’orologeria fu indubbia su
Leonardo, che concepì strumenti (come la tagliatrice)
in cui si richiedeva la ripetizione cadenzata
dell’operazione.
Ammortizzatori e altro
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Ammortizzatori
Catene
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Riferimenti bibliografici essenziali
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Vittorio MARCHIS, Storia delle macchine, Roma-Bari :
Laterza, 1994
Charles SINGER (ed.), Storia della tecnologia, Torino
: Bollati Boringhieri, 1995