Gli ingegneri mettono alla prova il progetto del ponte di Leonardo da Vinci

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Nel 1502 d.C., il sultano Bayezid II inviò l'equivalente rinascimentale di una RFP governativa (richiesta di proposte), cercando un progetto per un ponte che collegasse Istanbul con la vicina città di Galata. Leonardo da Vinci, già noto artista e inventore, inventò un nuovo progetto di ponte che descrisse in una lettera al Sultano e abbozzò in un piccolo disegno sul suo taccuino.

Non ha ottenuto il lavoro. Ma 500 anni dopo la sua morte, il progetto di quello che sarebbe stato il ponte più lungo del mondo dell'epoca incuriosì i ricercatori del MIT, che si chiesero quanto fosse ponderato il concetto di Leonardo e se avrebbe davvero funzionato.

Avviso spoiler: Leonardo sapeva cosa stava facendo.

Per studiare la questione, la neolaureata Karly Bast MEng '19, in collaborazione con il professore di architettura e ingegneria civile e ambientale John Ochsendorf e la studentessa universitaria Michelle Xie, hanno affrontato il problema analizzando i documenti disponibili, i possibili materiali e i metodi di costruzione disponibili all'epoca, e le condizioni geologiche del sito proposto, che era l'estuario di un fiume chiamato Corno d'Oro. Alla fine, il team ha costruito un modello in scala dettagliato per testare la capacità della struttura di sopportare il peso e persino di resistere all'assestamento delle sue fondamenta.

I risultati dello studio sono stati presentati questa settimana a Barcellona alla conferenza dell'Associazione internazionale per le strutture shell e spaziali. Saranno anche presenti in un discorso al Draper di Cambridge, Massachusetts, alla fine di questo mese e in un episodio del programma PBS NOVA, che andrà in onda il 13 novembre.

Un arco appiattito

Ai tempi di Leonardo, la maggior parte dei supporti dei ponti in muratura erano realizzati sotto forma di archi semicircolari convenzionali, che avrebbero richiesto 10 o più pilastri lungo la campata per sostenere un ponte così lungo. Il concetto del ponte di Leonardo era radicalmente diverso: un arco appiattito che sarebbe stato abbastanza alto da consentire il passaggio di una barca a vela con l'albero in posizione, come illustrato nel suo schizzo, ma che avrebbe attraversato l'ampia campata con un unico enorme arco.

Il ponte sarebbe stato lungo circa 280 metri (anche se Leonardo stesso utilizzava un sistema di misurazione diverso, poiché il sistema metrico era ancora lontano qualche secolo), rendendolo la campata più lunga del mondo a quel tempo, se fosse stato costruito. "È incredibilmente ambizioso", afferma Bast. "Era circa 10 volte più lungo dei tipici ponti dell'epoca."

Il progetto prevedeva anche un modo insolito di stabilizzare la campata contro i movimenti laterali, cosa che ha provocato il crollo di molti ponti nel corso dei secoli. Per contrastare ciò, Leonardo ha proposto monconi che si allargavano verso l’esterno su entrambi i lati, come un passeggero della metropolitana in piedi che allarga la sua posizione per bilanciarsi in un’auto traballante.

Nei suoi taccuini e nella lettera al Sultano, Leonardo non fornisce dettagli sui materiali che sarebbero stati utilizzati o sul metodo di costruzione. Bast e il team analizzarono i materiali disponibili all'epoca e conclusero che il ponte avrebbe potuto essere fatto solo di pietra, perché legno o mattoni non avrebbero potuto sostenere i carichi di una campata così lunga. E conclusero che, come nei classici ponti in muratura come quelli costruiti dai romani, il ponte avrebbe resistito da solo sotto la forza di gravità, senza elementi di fissaggio o malta per tenere insieme la pietra.

Per dimostrarlo, hanno dovuto costruire un modello e dimostrarne la stabilità. Ciò ha richiesto di capire come suddividere la forma complessa in singoli blocchi che potessero essere assemblati nella struttura finale. Anche se il ponte a grandezza naturale sarebbe stato composto da migliaia di blocchi di pietra, decisero di realizzare un progetto con 126 blocchi per il loro modello, che fu costruito in una scala da 1 a 500 (rendendolo lungo circa 32 pollici). Quindi i singoli blocchi sono stati realizzati su una stampante 3D, impiegando circa sei ore per produrre ciascun blocco.