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14 – Leonardo: l’ultimo dei non-moderni

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Leonardo visse e operò dalla seconda metà del xv al primo quarto del xvi secolo (1452-1519). Parlare di Leonardo fa subito balzare alla mente le sue opere più famose, come la “Monna Lisa”, “L’ultima cena” o alcuni progetti come la vite aerea. La maggior parte delle sue ideazioni, eccetto le opere d’arte, non furono realizzate; se realizzate, rimasero allo stadio prototipale; Leonardo mostrò sempre una scarsa propensione alla realizzazione pratica, forse anche per via della mole teorica da lui concepita. Tuttavia si devono a lui importanti realizzazioni nel campo delle fortificazioni nella sua esperienza francese come ingegnere; così come in Italia, e segnatamente a Milano, il suo apporto fu fondamentale nel progetto della rete dei Navigli a Milano. La parte rilevante della sua attività di progettista riguardò il sistema delle chiuse, che permette il superamento dei dislivelli tra i diversi bracci della rete dei canali. Le singole porzioni della rete, infatti, hanno una pendenza minima, onde consentire la loro navigazione nei due sensi. Si trovano così spesso, per via della conformazione orografica del territorio, a produrre dei “salti”, che devono essere colmati in qualche modo.
Anche gli acquedotti romani avevano la caratteristica di avere un percorso “quasi” orizzontale; tuttavia, in questo caso la pendenza minima era concepita per consentire l’assorbimento delle variazioni del territorio pur consentendo lo scorrimento dell’acqua verso valle, evitando stagnazioni ed eccessive accelerazioni.

Un esempio moderno di risoluzione alternativa del problema relativo a dislivelli tra due canali è quello della ruota di Falkirk. Questa enorme ruota metallica è utilizzata in Scozia, e collega due canali artificiali: il Forth and Clyde e il Canal Union, separati tra loro da un divario di oltre 20 metri; la ruota dentata porta alle estremità due vasche da 360 tonnellate di capacità, capaci di ospitare imbarcazioni fluviali; tramite la rotazione della ruota, possibile grazie al principio di Archimede (che stabilisce l’eguaglianza dei pesi delle vasche, sia piene di sola acqua sia con l’imbarcazione caricata) e a un piccolo motore (25 kw circa) necessario per porre in rotazione la ruota, si può superare la differenza di quota, che il precedente sistema di chiuse rendeva un’impresa dispendiosa sia in termini di manutenzione, sia di tempo.

Sin dal 1488 Leonardo prese l’abitudine di lasciare traccia scritta della propria attività, oggi visibile nel corpus dei suoi “codici”, ovvero dei suoi manoscritti. Volente o nolente, Leonardo non si servì mai della stampa a caratteri mobili, introdotta a pochissimi anni dalla sua nascita. Stampa a caratteri mobili che fu invece utilizzata dagli autori di teatri di macchine. Questi erano opere stampate in tiratura limitata, destinate ad una cerchia ristretta di persone facoltose (venivano spesso donate), composte da testi e illustrazioni delle macchine più spettacolari o evolute di quel momento. L’attenzione dei teatri di macchine era particolarmente rivolta alla tecnologia bellica, così come ad espedienti meccanici “scenografici”.
I codici di Leonardo in quanto tali erano manoscritti non finalizzati alla divulgazione di alcun tipo, sebbene qualche critico propenda a considerare che l’intenzione di Leonardo nella sua consuetudine alla memoria scritta fosse dettata dalla sua volontà di successiva pubblicazione.
Tra i codici di maggiore importanza attribuiti a Leonardo (con gli argomenti maggiormente trattati) si hanno:
Codice Atlantico (anatomia, astronomia, botanica, chimica, geografia, matematica, meccanica, disegni di macchine, studi sul volo degli uccelli e progetti d’architettura, è il più corposo, ed è conservato in Biblioteca Ambrosiana a Milano);
Codice Trivulziano (principalmente architettura, è conservato presso il Castello Sforzesco a Milano);
Codice sul volo degli uccelli (conservato a Torino in Biblioteca Reale);
Codice Ashburnham;
Codici dell’Istituto di Francia;
Codici Forster;
Codice Leicester (acquistato da Bill Gates, riguarda soprattutto studi di idraulica);
Codici di Madrid.

Un legame tra i codici di Leonardo e i teatri di macchine è la volontà di descrivere, sia testualmente sia iconograficamente, un’opera tecnologica. I teatri di macchine, la cui fioritura si colloca nel xvii secolo, erano finalizzati soprattutto alla spettacolarizzazione della tecnologia; dovevano impressionare, e avevano quindi una forte valenza estetica; la loro fortuna terminò già prima della metà del xviii secolo, e furono idealmente superati alla fine dello stesso secolo da un nuovo modo di mostrare gli oggetti: l’esposizione.
Le raffigurazioni iconografiche di Leonardo non possono essere considerati a pieno titolo, pur a fronte della sua stupefacente abilità, dei disegni tecnici, in quanto non presentano elementi come la scala e le quotature, imprescindibili in una rappresentazione che preluda a una produzione.
Vi è in Leonardo un’estrema attitudine analitica: egli separa i singoli componenti delle macchine, così come fa nello studio dei cadaveri, al fine di analizzare i componenti, i loro funzionamenti reciproci, la coesistenza dei sistemi e le loro correlazioni. La progettualità del genio vinciano è evidente, ma come nel caso dell’idea della vite aerea, a fronte di una grande precisione nella rappresentazione e di una volontà di definire materiali necessari, loro trattamento e forza da applicarsi, è alle volte fallimentare a priori; Leonardo non se ne poteva nemmeno rendere conto per la sua scarsa propensione alla sperimentazione pratica.

La ruota di Falkirk

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La Falkirk Wheel è un’installazione posta presso l’omonima località scozzese, situata tra Glasgow ed Edinburgo.
Essa svolge funzione di raccordo tra i due principali canali artificiali di quella regione: il Forth and Clyde (costruito nel 1777 tra i porti di Grangemouth e Falkirk, al fine di connettere Glasgow con la costa occidentale scozzese) e il Canal Union (terminato nel 1822, copre la distanza tra Falkirk ed Edinburgo).
A causa dell’a conformazione del territorio, i due canali arrivano a Falkirk in prossimità l’uno dell’altro con un dislivello di 24 metri, anticamente colmato con 11 chiuse.
Le chiuse erano però costose da mantenere, oltre che lunghe da passare per un qualsiasi naviglio, e furono dismesse nel 1930. Nel 1963 iniziò la progettazione di questo enorme “carosello”, terminato poi nel 2002.
I due bracci della ruota portano alle estremità due “vasche”, nelle quali sono collocate le imbarcazioni, che rimangono così immerse in acqua. Le vasche hanno una capacità di 360.000 litri ciascuna.
I cassoni devono girare alla stessa velocità della ruota, ma in senso opposto, per mantenerli a livello e per essere sicuri che il carico formato dalle barche e dall’acqua non si capovolga quando la ruota gira. Ogni estremità dei cassoni è sostenuta da piccole ruote che girano sulla faccia interna dei fori del diametro di 8 metri all’estremità dei bracci, permettendo che i cassoni girino. La rotazione è controllata per mezzo di un treno di ingranaggi formato da tre ingranaggi grandi inframmezzati da due più piccoli ingranaggi folli, tutti con i denti esterni. Il grande ingranaggio centrale funge da “ruota sole” fissa. I due ingranaggi folli più piccoli fungono da “ruote pianeta”. Quando i motori girano la ruota, i bracci oscillano e le ruote pianeta agganciano l’ingranaggio sole, che guida le prime ad una maggiore velocità, ma nello stesso senso. Le ruote pianeta agganciano i grandi ingranaggi all’estremità dei cassoni, muovendoli alla stessa velocità della ruota centrale, ma nel senso opposto. Ciò annulla la rotazione dovuta al movimento dei bracci e mantiene i cassoni stabili e perfettamente livellati.
Pur a fronte della differenza di peso tra il carico trasportato dai due bracci della ruota, per effetto della legge di Archimede i due bracci sono sempre quasi perfettamente bilanciati, cosicché occorre una quantità di energia modestissima per movimentare la ruota. Basti pensare che il motore elettrico installato ha una potenza di soli 22,5 kW, pari a quelli di una vecchia Panda 30.
Decisamente poco se si pensa che un braccio, compresa l’acqua e l’imbarcazione, ha un peso di oltre 300 tonnellate.
Una rotazione completa (compresa l’attivazione delle chiuse e le regolazioni dei livelli dell’acqua) si svolge in circa un quarto d’ora, mentre una rotazione di 180 gradi richiede soli 5 minuti e mezzo.
La Falkirk Wheel è costata 17 milioni e mezzo di sterline, mentre la spesa per il progetto complessivo di ristrutturazione del sistema dei due canali è ammontata a 84 milioni e mezzo.
L’installazione è oggigiorno uno dei simboli della Scozia, tanto da apparire anche sul retro delle baconote da 50 sterline emesse dalla Bank of Scotland nel 2007.