Rinascimento Prof. Edoardo Rovida Rinascimento • Idee • realizzazioni Idee • Nascita del pensiero scientifico moderno • Sviluppo della progettazione • Sviluppo della rappresentazione Nascita del pensiero scientifico moderno • Scienza e tecnica si avvicinano e si influenzano reciprocamente • si passa dal puro empirismo a nuovi approcci • Iniziano, sia pure in forma embrionale, il calcolo e la sperimentazione Nicolò Copernico(1473-1543) • Al centro di tutto risiede il Sole…assiso sul trono reale governa la famiglia dei pianeti che girano attorno a lui…troviamo quaindi in questa disposizione un’ammirevole armonia del mondo Thyco Brahe(1546-1601) • Compie un gran numero di osservazioni astronomiche • Esse serviranno di base a Keplero per le sue leggi Scienza e tecnica si avvicinano e si influenzano reciprocamente • molte realizzazioni inducono a studiarle più in profondità, aumentando la conoscenza dei fenomeni in base ai quali esse funzionano • Esempi: macchine idrauliche, orologi Macchine idrauliche • • miglioramento pompe aspiranti studio dei problemi del vuoto nascono altri meccanismi a pressione(macchine per l’estrazione di acqua) Mariano di Jacopo(il Taccola) • 1382-1458 • Introduce innovazioni negli azionamenti: animale, eolico, umano Noria ad azionamento animale(Mariano di Jacopo) Noria azionata dal vento(Mariano di Jacopo) Pompa a stantuffo(Mariano di Jacopo) • Azionamento con albero a gomiti Pompa a stantuffo(Mariano di Jacopo) • Azionamento manuale Sollevamento di acqua(Mariano di Jacopo) • Azionamento “a piedi” Leonardo da Vinci • Pompa aspirante • Depressione generata dal soffietto • Valvola di non ritorno Orologi • il loro sviluppo induce ad affrontare problemi di dinamica Iniziano il calcolo e la sperimentazione(esempio generale: Leonardo da Vinci) •• Idrodinamica • aerodinamica • attrito • resistenza dei materiali • conservazione dell’energia • equilibrio di un grave appoggiato Sviluppo della progettazione • Trattisti(Leonardo, Vegezio, Valturio, Agricola): ampie raccolte di disegni di macchine, che iniziano ad avere carattere progettuale • nasce il teatro delle macchine (genere letterario iniziato da Jacques Besson): raccolte di soluzioni commentate di macchine e strumenti • Leonardo (cuscinetto, traghetto di Imbersago) • Nicolò Tartaglia: matematico e meccanico Leonardo da Vinci(1452-1519) • Risultati delle sue osservazioni e ricerche in oltre 4000 pagine di manoscritti • Manoscritti ingegneristici: • -Codex Arundel • -Codex Atlanticus • -Codex Trivulzianus • -Codex Forster • -Codex Leicester • -Madrid Codices “Progetto” di Leonardo (disegni di Leonardo usati come “disegni costruttivi” : su di esso, dei Giapponesi realizzano(1996) un cuscinetto assiale) Progetto di Leonardo(traghetto di Imbersago) Macchina leonardesca Maglio leonardesco Disegni leonardeschi(catene di sollevamento e di trasmissione)) Disegno leonardesco(cremagliera: trasformazione del moto rotatorio in traslatorio) Elicottero di Leonardo Ho scoperto che un sistema di forma a vite come questo, se è ben fatto con telaio rigido e struttura in lino, si alzerà in aria se ruotato velocemente…..” Leonardo Da Vinci Codice Atlantico “…. Macchine di Leonardo • Alcuni progetti di Leonardo sono stati realizzati • Altri non sono realizzabili: 1. Macchine volanti: scarsa conoscenza aerodinamica, mancanza di motore 2. Nave con sperone: impossibilità di avvicinarsi a sufficienza alla nave nemica 3. Automobile : manca il centro di istantaneo rotazione Nave con falce e sperone • Non riesce ad avvicinarsi a sufficienza alla nave nemica Leonardo da Vinci: analisi delle macchine • Compie, fra i primi, un’analisi delle macchine, individuandone gli organi componenti • Considera le macchine non come un “tutto” indivisibile, ma come costituite da tanti “mattoni” che, variamente combinati, danno luogo ad una grande quantità di macchine complesse • Stesso metodo lo applica allo studio del corpo umano(= macchina meravigliosa e sofisticata) Leeonardo e la scienza della progettazione • Può essere considerato il precursore della “matrice morfologica” • Esempio nello studio delle ruote dentate e della trasformazione del moto Sviluppo della rappresentazione(per opera, in buona misura, di Leonardo) • Disegno esploso • Disegno d’assieme e disegno delle varie parti • Scala grafica • Disegno in trasparenza • Inizia un aspetto costruttivo del disegno Esempio di disegno esploso(Leonardo) Disegno di vite senza fine, con scala grafica: il disegno, da semplice rappresentazione, diventa un modello dimensionale Disegno in trasparenza(per visualizzare i particolari interni) Disegni rinascimentali • In realtà, essi sono ancora diversi dai disegni costruttivi come li intendiamo noi • Mancano ancora molte informazioni • Molto probabilmente, l’esecuzione della macchina avveniva sotto il controlla diretto dell’esecutore del disegno • Spesso compare la scritto “Ut videbitur operanti”(come sembra bene al costruttore) Ingegneri rinascimentali • Capostipite è Filippo Brunelleschi (13771446): costrutte di edifici, ma anche di macchine per poterli realizzare Nicolò Tartaglia(Brescia 1499(?) – Venezia 1557) • Così chiamato per una difficoltà di parola in seguito ad una ferita alla testa durante il saccheggio di Brescia(1512) • Iniziatore della balistica(un amico “bombardiere” gli chiede come disporre un pezzo di artiglieria per avere gittata massima) • Studioso di idrostatica(metodo di recupero delle navi affondate e campana per la esplorazione subacquea) Nascita del brevetto • Riconoscimento di valore all’invenzione • Primi tentativi di proteggere l’inventiva • Proteggere…gli acutissimi ingegni apti ad excogitar et trovar vari ingegnosi artifici… • [legge a Venezia 1474] Realizzazioni (aumentano complessità e precisione, si diffonde il ferro) • Motori primi • organi di macchine • Veicoli Motori primi • Ruote idrauliche • mulini a vento Ruote idrauliche • Carica di carbone e minerale dalla sommità di un altoforno alimentato da ruota idraulica Ruote idrauliche Mulini a vento • XV secolo: nasce il mulino a pilastro • XVI secolo: primi disegni di questo mulino • prima, mulini a pilastro “interrati”: in corrispondenza di cumuli di terra • poi con la sovrastruttura racchiusa in una torre di protezione, sopra la quale la calotta è girevole su pattini di legno o rulli • nei Paesi Bassi, soprattutto per prosciugare il terreno Mulino a vento(con corona di rulli sopportante il tetto ruotante) Organi di macchine • • • • Vite e madrevite biella e manovella Vite senza fine Giunto cardanico Vite e madrevite • Roberto Valturio(1413-1475) • Macchine di sollevamento per raggiungere la cime delle mura assediate • Sistema a pantografi • Sistema vite-madrevite per avvicinare ed allontanare le due traverse Biella e manovella • Giovanni Branca(1571-1645) • Macchina per battere la pasta di pane • La leva P, mediante il meccanismo biella-manovella, dotata anche di volano, aziona la stanga K che batte sulla pasta di pane Vite senza fine • Agostino Ramelli(1531-…) • Gru girevole su piattaforma ruotante su rulli • Azionamento a vite senza fine • Sistema di carrucole e di taglie • Arpionismo sul tamburo, per bloccare il carico nella posizione voluta. Giunto cardanico • Introdotto dal matematico Gerolamo Cardano(15011576) • Usato tuttora • Nella rappresentazione di Branca, questa sospensione cardanica, senza un sistema di arresti, avrebbe sbalzato a terra il passeggero al primo movimento Macchine di sollevamento • Notevole sviluppo di argani e carrucole Macchina di sollevamento(l’operatore, nella cabina di comando, dirige il getto d’acqua sulle due ruote, con palettature discordi, invertendo il senso di rotazione) Gru girevole • per ponteggi allestiti sulla muratura. • È dotata di: • ruota verticale a pioli che aziona un verricello • slitta a vite per spostare lateralmente il peso Argano • Argano mosso da cavalli, di Mariano di Iacopo Argano a velocità singola Presenta ruote a pioli Macchine di sollevamento(inizio XVI secolo) • Antonio da Sangallo, inizio 1500 A sinistra ruota con calcanti A destra azionato da buoi Trasporti (si inizia a pensare ad una forma di propulsione terrestre diversa dalla trazione animale) • Carro a vento di Valturio • Carro a forza muscolare di Duerer(1515) • Carro a molla di Leonardo Carro a vento di Valturio • Roberto Valturio(1413-1475) • Carro mosso da pale a vento • Quasi identico è anche nei disegni di Mariano di Jacopo e di Guido da Vigevano Carro a forza muscolare di Duerer(1510) Carro a forza muscolare di Giovanni Fontana(disegno originale e ricostruzione) Carro muscolare di Leonardo Carro a molla di Leonardo • Sembra che sia stato costruito ed utilizzato per impiego in scenografie Ruota a raggi di Leonardo • Raggi di sezione rettangolare e di notevoli dimensioni • Capacità di resistere a carichi elevati Ruota a raggi incrociati di Leonardo • Raggi incrociati e disposti secondo una superficie conica • Grande capacità di resistere a carichi comunque diretti Rotaie • XV secolo, in Slovacchia • Rotaie in legno con ruote bordate • Utilizzate in miniere di ferro Trasporti navali • Battaglia di Lepanto(1571): ruolo primario delle galeazze veneziane, con propulsione mista a vela ed a remi)