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 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 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. Faro 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 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 MECCANICA Cambio di velocità Ingranaggio a lanterna 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 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 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

Solido tridimensionale 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 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 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 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 GUERRA 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 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 GUERRA Escavatrice da trincea 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 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 VOLO Anemometro a lamelle Anemometro a tubi conici 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 VOLO Deltaplano Leonardo studia 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. deltaplano VOLO

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 IDRAULICA 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 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 IDRAULICA Imbarcazione a doppio scafo Barca a pale 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 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 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