ESCRITOS SOBRE MECÁNICA: LAS MÁQUINAS

ESCRITOS SOBRELA MECÁNICA:LAS MÁQUINAS

INDICE

INTRODUCCIÓN: LEONARDO Y LA MECÁNICA: ...................................................................................... 3

ESTUDIOS SOBRE EL VUELO .......................................................................................................................... 5

LOS INICIOS ....................................................................................................................................................... 6 LOS INGENIOS TEATRALES ......................................................................................................................... 6 ESTUDIOS SOBRE EL MUNDO ANIMAL .................................................................................................... 9

EL VUELO Y LA MAQUINA VOLADORA ............................................................................................... 10 EL ESTUDIO DE LA FUERZA ..................................................................................................................... 10 OTROS ASPECTOS RELACIONADOS CON EL VUELO ........................................................................... 17 EL ORNITÓPTERO DE LEONARDO .......................................................................................................... 19

LA OBSERVACIÓN DEL VUELO DE LOS PÁJAROS ................................................................................ 21 EL MANUSCRITO K. .................................................................................................................................... 21 EL CÓDICE SOBRE EL VUELO DE LOS PÁJAROS .................................................................................. 22

LA ETAPA FINAL ............................................................................................................................................ 28 ESTUDIOS TEÓRICOS SOBRE EL VUELO ................................................................................................ 28 NUEVOS AUTÓMATAS VOLADORES ...................................................................................................... 29

MAQUINAS PARA LOCOMOCIÓN ................................ ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

PROYECTOS DE SUBMARINO Y ESCAFANDRAS DE BUZO ... ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND PROYECTO DE AUTOMOVIL- ......................................................... ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND PROYECTO DE BICICLETA Y DE AIR BAG .................................. ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

MAQUINAS RELACIONADAS CON EL AGUA ............ ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

CONTADORES HIDRÁULICOS ........................................................ ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND HIGRÓMETROS .................................................................................. ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND EL CAÑÓN DE VAPOR ...................................................................... ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND MAQUINARIA RELACIONADA CON LA NAVEGACIÓN ........... ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

MÁQUINAS EXCAVADORAS .................................................................. Error: Reference source not found

MÁQUINAS RELACIONADAS CON LA CONSTRUCCIÓN ..... ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

PROYECTOS DE GRUAS ................................................................. ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND OTRAS MÁQUINAS ................................................................................... Error: Reference source not found

MÁQUINAS DE GUERRA .................................................. ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

OTRAS MÁQUINAS ............................................................ ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

MAQUINARIA DE RELOJES ............................................................ ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND ESTUDIOS SOBRE ENERGIA SOLAR ............................................. ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND DISEÑOS DE TELESCOPIO .............................................................. ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND MAQUINARIA TEXTIL ..................................................................... ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND PROYECTOS PARA IMPRENTA ...................................................... ERROR: REFERENCE SOURCE NOT FOUND

INTRODUCCIÓN: LEONARDO Y LA MECÁNICA: Leonardo considera que la Ciencia instrumental o mecánica es la más noble y útil de

todas, puesto que por medio de ella ejecutan sus acciones todos los cuerpos vivos que tienen movimiento. Por eso la define como “el paraíso de las ciencias matemáticas, puesto que a través de ella se obtiene el fruto matemático”. Realmente, todas sus concepciones tecnológicas se inspiran en ejemplos de la naturaleza. Es más él mismo nos comentaba:

Aunque el ingenio humano realice invenciones diversas…jamás hallará una invención más hermosa, ni más sencilla, ni más breve que la naturaleza, porque en ella nada falta y nada sobra”

Y junto con la naturaleza, y como parte de ella, Leonardo desarrolla la consideración del ser humano, no solo como “microcosmos” o centro del universo, tal como hacen los humanistas italianos en general, sino –y esta es su visión más personal- como una “máquina viva”, un modelo de genialidad inventiva, por lo que estudiando su funcionamiento sería posible diseñar máquinas para funciones semejantes. De este modo la relación entre anatomía y tecnología en Leonardo es total, por lo que aplica a ambas los mismos principios del dibujo e una crítica a los clásicos como Vitrubio por no incorporar dibujos en sus tratados.

En esta línea de integración ser vivo–máquina resulta curioso que Leonardo comenzara y terminara diseñando autómatas, que impresionaban absolutamente a sus contemporáneos. De todos ellos, el más famoso, aunque no ha legado ningún dibujo, fue un león mecánico construido en Florencia en 1515 y enviado a Lyón para festejar la entrada triunfal del rey de Francia en la Ciudad. Las celebraciones fueron organizadas por la colonia florentina, dentro del contexto de una deseada alianza entre el rey francés y el Papa Leon X. Por eso la utilización del León presenta una doble simbología, por un lado es el nombre del Papa y por otro el símbolo de Florencia.

El encargo fue hecho a Leonardo por el propio gobernador de Florencia, Lorenzo de Piero de Médicis, -que era además sobrino del Papa-

El león autómata, que Lomazzo caracteriza como un “admirable artificio”, tal como ya hemos comentado, debía caminar solo hacia el rey (gracias a haberle incorporado ruedas bajo las patas), detenerse ante la figura real y entonces levantar el cuerpo hacia él, alzándose sobre sus patas posteriores. En ese momento debía abrirse su pecho, para dejar ver que en lugar de corazón llevaba flores de lis, símbolo de Francia, y que Luís XI había concedido a la república florentina

Dibujo para León. Seguramente previo al autómata

Y entrando en sus máquinas hemos de decir que en general, responden a soluciones concretas a problemas específicos, basándose siempre en una serie de dispositivos básicos como sistemas de palancas, ruedas, poleas, muelles, tornillos y cojinetes. Con estos elementos diseñó máquinas de todo tipo, tal como ahora vamos a ver. De hecho, uno de los 2 códices hallados en Madrid en 1967, está dedicado a la Mecánica. Aplicada, es decir, a las máquinas, con dibujos realizados fundamentalmente entre el periodo 1497-1500. Uno está compaginado con tanta perfección en la relación entre los textos y las figuras que actualmente se supone que estaba preparado para darlo a imprenta.

Sobre todo en el campo militar puede considerarse un precursor casi de ciencia-ficción de elementos como el submarino, el tanque, la escafandra de buzo, el paracaídas, el avión. Proyecta una especie de fusiles de repetición, aporta ideas para construir bombas de humo químicas y máscaras de gas, carros brindados, ... Estos diseños los realiza sobre todo en el periodo lombardo., de acuerdo con las promesas realizadas a Ludovico el Moro (Ludovico Sforza). Pero junto a estos elementos bélicos, Leonardo diseña otros “artilugios” como higrómetros, contadores hidráulicos, máquinas excavadoras, (por ejemplo para hacer canales, descargando a la vez el lodo en carros), coches, bicicletas, máquinas textiles, molinos de aire caliente basados en el principio de la rueda de palas que se basan en el aprovechamiento del calor residual…. y hasta multitud de máquinas para la cocina si bien en estas no entraremos pues ya fueron analizadas por nosotros en un estudio anterior denominado “Un Leonardo desconocido, Cocinero y Músico”, al que nos remitimos.

Ahora vamos a profundizar un poco en todas las demás, para comprender en su justo valor la maestría de nuestro gran genio del renacimiento.

Cojinetes de esfera – Realizados hacia 1495-97 –Códice I de Madrid - f. 20 v. Son también un diseño casi idéntico al que se utiliza actualmente

Tornillo sin fin engranado a rueda dentada. Códice I de Madrid f. 17v . Un diseño casi idéntico al que se utiliza actualmente

ESTUDIOS SOBRE EL VUELO

El interés de Leonardo sobre cuestiones relacionadas con el vuelo fue una constante en su vida que fue evolucionando desde el interés por los artilugios voladores para escenografías teatrales, pasando por su interés científico por los distintos animales, especialmente los pájaros, cuyas destrezas para vuelo, intrigaban tanto a Leonardo que dedicó tiempo a su estudio, realizando su ya mencionado “Tratado sobre el vuelo de los pájaros”.

En una anotación del Códice Atlántico podemos leer: “Un pájaro es una maquina que funciona según las leyes de la matemática. Está al alcance del hombre reproducir esa máquina con todos sus movimientos, aunque no con su misma fuerza…A esa máquina construida por el hombre solo le faltaría el espíritu del pájaro, y ése es el que el hombre ha de imitar con su propio espíritu”.

Además, Leonardo aplica su fórmula de los parangones o comparaciones entre elementos para relacionar a los pájaros con el vuelo del ser humano, argumentando que si el hombre -como los peces- es capaz de nadar en el agua, también debe ser capaz -como los pájaros- de volar en el cielo.

Incluso relacionados con este tema del vuelo están sus estudios sobre anatomía humana, en los que además de su interés por el tema en sí, no se olvida de profundizar en aspectos como la dinámica del movimiento humano, en distintas posturas… De hecho el periodo entre 1880 y 1900, coincidiendo con su estancia en Milán, será muy prolíficos en estudios de aplicación de la estática y la dinámica en el estudio del cuerpo y sus movimientos.

De este modo, a partir de estas premisas Leonardo dedica una gran parte de su tiempo a pensar y a diseñar elementos relacionados con el vuelo, hasta acabar diseñando auténticas máquinas voladoras. Pero siempre en el contexto de la observación y el profundo estudio de cuanto consideraba relacionado con el tema. Vamos a verlo más detenidamente en este capítulo en el que comenzaremos por plantear sus inicios en el mundo de la mecánica con planteamientos simples, que arrancan en los ingenios teatrales, muy útiles en las fiestas cortesanas de las grandes familias, para llegar enseguida al planteamiento de la necesidad de investigar sobre el mundo animal. Tras esta primera etapa de inicios nos plantearíamos incidir sobre sus estudios del vuelo y la máquina voladora, que partes también de dos supuestos teóricos, el estudio de la fuerza y de la estructura de las alas, para a partir de estos supuestos teóricos diseñar las primeras máquinas voladoras.

En un tercer momento, Leonardo se plantea la necesidad de incidir más en sus estudios teóricos. Es cuando escribe su “Tratado del vuelo de los Pájaros” que él mismo fecha en abril de 1503. Por últimos abordaremos lo que hemos denominado su época final, en la que también se plantea los estudios teóricos. Ya no intenta nuevos diseños de máquinas voladoras, sino que se plantea el interés por enunciar una teoría general del vuelo.. Ha terminado el ciclo. De los planteamientos prácticos hemos llegado a los teóricos, sin embargo, en los últimos años de su vida volverá a cerrar el círculo: de nuevo diseña autómatas para fiestas. Es la época de Francisco I y sus grandes fiestas cortesanas y a ellas aportará Leonardo su experiencia, creando notables ingenios.

Veamos todo esto detenidamente.

Bocetos para máquinas aladas mecánicas para espectáculos teatrales, realizados hacia 1480. Florencia. Museo de los Uffizi nº 447Ev

Figuras de ángeles volando para una Natividad., realizado hacia 1480. Academia de Venecia nº 256

LOS INICIOS

LOS INGENIOS TEATRALES

El interés por el vuelo en Leonardo parece seguir una tradición típicamente florentina –donde comenzó su educación artística y científica- de gusto por las máquinas escénicas –los llamados “ingenios”, lo que hoy día llamaríamos “efectos especiales”, entre los que eran habituales diferentes tipos de aparatos “voladores” ( normalmente tirados por alambres) Contamos con algunos testimonios de estos “ingenios”. Por ejemplo un Obispo ruso que pasó por Florencia, llamado Abraham nos describió en 1439 una representación de la “Ascensión” en la que“el cielo se abre y se ve al padre celestial suspendido en el aire de un modo milagroso…mientras que…. Jesús parece realmente ascender…y llega a gran altura. Igualmente sobre una “Anunciación”comentaba: “el ángel al ascender….mueve las alas como si volase realmente”

Varios artistas florentinos se dedicaban a estas tareas que debieron llamar mucho la atención de Leonardo que ya en dibujos de juventud realizados en torno a 1480 nos presenta algunos bocetos de máquinas aladas para espectáculos teatrales, entre las que se distingue claramente una figura con alas de murciélago,

que parece suspendido con cables. Incluso en uno de ellos vemos como la raíz del ala está conectada a una manivela que se mueve a mano y que seguramente permitiría que el ingenio batiese las alas para dar más impresión de realismo ( si bien obviamente no conseguiría “levantar el vuelo”

Arriba: Dispositivos para máquinas con alas mecánicas para espectáculos, realizados hacia 1480. Códice Atlántico 991,rDerecha: Ala mecánica para espectáculos. Realizada también hacia 1480. Códice Atlántico 858,r

Arriba: Dispositivos para máquinas con alas mecánicas para espectáculos, realizados hacia 1480. Códice Atlántico 991,rDerecha: Ala mecánica para espectáculos. Realizada también hacia 1480. Códice Atlántico 858,r

Y en esta línea, el diseño más original fue el de máquinas voladoras en forma de barco que encontramos también en el Códice Atlántico

No obstante en estos primeros bocetos parece que el interés de Leonardo no es todavía conseguir máquinas voladoras como tal, sino simplemente desarrollar ingenios sorprendentes. En este sentido, igual que encontramos estos elementos “alados”, encontramos otros que no tienen nada que ver con el vuelo, sino con otros efectos escenográficos, tales como una especie de gran amplificador, que encontramos en el Códice Atlántico, y que parece que dibujó también por estos años, y que él mismo nos explica que sirve para “generar una gran voz”. O incluso grandes focos o linternas

Máquinas voladoras en forma de barco realizadas hacia 1480. Códice Atlántico 156r y 860r

Arriba: Amplificador Acústico para espectáculos. Abajo:; Dispositivo para levantar un autómata. Realizados entre 1478 y 1489. CA 75r

Estudio de Linterna realizado hacia 1480 CA 576av

Estudio de Linterna realizado hacia 1480 CA 576av

Estudios zoológicos de una libélula y otro insecto volador, realizados en torno a 1480-85. CA1051v

ESTUDIOS SOBRE EL MUNDO ANIMAL

Entre sus muchos intereses Leonardo también destaca por su valoración de la zoología, en la que seguramente influyó también la tradición florentina con cierto gusto por animales fantásticos, los dragones…. ( recordemos por ejemplo el “San Jorge y el Dragón de Paolo Ucello)

A este periodo florentino, o quizás como mucho al comienzo de su etapa milanesa pertenece una hoja del Códice Atlántico, en la que encontramos un dibujo de una libélula, y de un insecto volador de 4 alas, junto con una anotación que debía ser una especie de recordatorio para sí mismo en la que se lee “para ver volar con 4 alas, ve a los arroyos y verás las libélulas negras”

Además nos explica: “ la libélula vuela con 4 alas y cuando las delanteras se elevan, las traseras descienden. Pero es necesario que cada par de alas sea por sí suficiente para sostener todo el peso”. Es decir, Leonardo analiza el sistema de vuelo considerando fundamentales las alas que quedan abajo y que garantizan una especie de superficie de apoyo para mantener al animal en el aire.

Pero estas observaciones no son en este caso simplemente teóricas sino que parecen estar relacionadas con su idea –ya presente en la etapa milanesa-. de desarrollar una “máquina voladora”. De este modo, en la parte superior derecha de la misma hoja vemos un estudio de ala mecánica, en la que diferencia dos secciones que denomina A y B que tratan de imitar la idea que ha visto en la libélula. Así al lado anota “Cuando la parte B se eleva, la parte A se ha de bajar, porque es necesario que siempre haya una parte que comprima el aire”

Dibujo de dragón, realizado hacia 1480. W12370r

EL VUELO Y LA MAQUINA VOLADORA

Durante la estancia de Leonardo en Milán, junto con el diseño de multitud de máquinas de guerra, de las que más adelante hablaremos, Leonardo experimenta con sus diseños de máquinas voladoras, sobre las que ya pensaba que podrían utilizarse con fines bélicos, .(de hecho, el manuscrito B de Francia donde está incluido el helicóptero está dedicado en su mayor parte a fortificaciones y armas) Por ese motivo planteaba la necesidad de mantener sus estudios en absoluto secreto.

Sabemos que Ludovico el Moro le había cedido unas habitaciones en lo que había sido su antiguo Palacio –conocido como “ la Corte Vechia” después de trasladar su residencia al nuevo Castillo-. La Corte Vechia estaba situada junto al Duomo, en el centro de la ciudad, en una zona demasiado “visible”, por lo que Leonardo llegó a pensar en cerrar una sala del Palacio para poder trabajar allí con más intimidad. En un apunte del Códice Atlántico podemos leer: “rodea con tablas por arriba y haz el modelo grande…..Y si estás sobre el tejado, al lado de la torre, el del cimborrio no vean”

Además. Leonardo empezó por estos años a interesarse por la mecánica en general, estudiando lo que en esta época se conocía como “de pondéribus”, es decir, la ciencia de los pesos (la estática) y el movimiento, desde el punto de vista de la causa o fuerza que lo ha generado ( la dinámica). Es precisamente este nuevo interés el que le hace volver a insistir en la anatomía, considerando al hombre como una máquina, eso sí, de gran perfección. Y es también dentro de este contexto donde se plantea el estudio del vuelo insistiendo sobre todo en dos cuestiones que consideran fundamentales y previas al diseño de una máquina voladora

A) El estudio de la fuerza B) La estructura de las alas

EL ESTUDIO DE LA FUERZADentro del conjunto de estudios anatómicos

a los que ya nos hemos referido, y de este nuevo interés por el concepto de fuerza imprescindible para el desarrollo del vuelo, Leonardo estudio de qué manera cambia la capacidad humana de desarrollar fuerza en función de la postura del cuerpo, llegando, por ejemplo a calcular la fuerza dinámica en un hombre, poniéndolo en el plato de una gran balanza.

Izq. Estudio de proporciones y potencialidad dinámica del cuerpo humano. Hacia 1488-1490.W 12136v. Arriba: Mismo estudio . Hacia 1485. CA 1058v

En otra ocasión, tal como nos demuestra un boceto del Manuscrito B de París intenta estudiar la fuerza de un cuerpo de unos 90 Kg., para ver como puede variar según empuje poniendo los hombros contra una viga, o ejerciendo presión con los pies…

En otra serie de dibujos del Códice

Atlántico estudia la dinámica del cuerpo humano en 7 posturas diferentes

Manuscrito B de París, 90v

Estudios de potencialidad dinámica del cuerpo humano en distintas posturas, realizados hacia 1493-95. CA 1006v

Pero además, Leonardo también está abordando estudios teóricos sobre el tema. De este modo, en el Códice Trivulzio encontramos la siguiente afirmación.

“el aire se puede comprimir y el agua no y cuando el movimiento que lo expulsa es más rápido que la fuga de este aire, la parte que está más cerca de su motor, se hace densa y por lo tanto más resistente”.

Y parece que esta consideración fue la que le llevó a realizar uno de sus experimentos más conocidos, que apuntó en una hoja del Manuscrito B. Se trataba de colocar un ala diseñada con membrana, en la cima de una colina, colgando de ella un banco de unos 90 Kg. Y uniendo la estructura a una palanca que debía ser accionada por un hombre para que el ala descendiera e hiciera presión sobre el aire, de manera que acabara levantando el banco

Basándose en la misma idea del espesor material del aire, -Leonardo advirtió que volteando una regla ancha y fina, su inclinación provocaba su ascenso en el aire, lo que en realidad supone el inicio de un movimiento en espiral. Aunque no lo menciona, realmente está pensando en el tornillo de Arquímedes que se utilizaba desde época antigua para hacer subir el agua. Porque para Leonardo Aire y Agua son elementos similares.

Además, parece que desde 1481, antes incluso de su traslado a Milán ya había realizado estudios de vuelo. Lo demuestra uno de los dibujos de los Uffici en el que junto a ropajes para una de las figuras para la Adoración de los Magos aparecen unos mecanismos y un esquema de planeo con la anotación “esta es la manera en que descienden los pájaros”.

-Ala movida por fuerza humana. Manuscrito B, 88v

Estudio de capacidad dinámica del cuerpo humano en relación con varios dispositivos mecánicos destinados a máquinas voladoras, realizados hacia 1487-89. CA 873r

En esta línea de estudios, hacia 1487-89, un aparato volador denominado “tornillo aéreo”, basado en la idea de que es posible “atornillar” en el aire, y por lo tanto hacer subir un dispositivo con esta forma, y movido a una velocidad adecuada ( que él denominaba “giro de presteza”)Para la realización de este aparato, que en ocasiones se ha considerado como precursor del helicóptero, el maestro recomendaba:

“La extremidad exterior de la hélice debe ser de alambre de acero del grosor de una cuerda, y de la circunferencia al centro debe haber 8 brazos ( unos 5 mts.)..Creo que si este instrumento hecho con una hélice se hace bien, es decir, con lino al que se le han tapado los poros con almidón, y se hace girar rápidamente, dicha hélice describirá su espiral en el aire y se elevará a gran altura. A modo de ejemplo, si se impulsa al aire una regla ancha y fina

con un movimiento enérgico, se observará que el brazo sigue la línea de corte de dicho eje.

Otra cuestión planteada por estos años es como colocar al conductor de la máquina y como hacer que se mueva para obtener el máximo efecto dinámico posible.. En este sentido contamos un dibujo ( un poco confuso) de un piloto en posición supina, que con la fuerza de su brazos y por medio de intrincados resortes y poleas, bate un par de alas, o incluso dos pares, si se utiliza la fuerza de las piernas. En otro dibujo encontramos un piloto en vertical, moviendo brazos y piernas para hacer funcionar el par de alas. Además encontramos una anotación que dice:

“Tornillo Aereo”—Manuscrito B -83.v- Instituto de Francia - París

Manuscrito B79

“El hombre, al volar, debe estar libre de cintura hacia arriba, para poder equilibrarse, al igual que lo hace en una barca, de forma que el centro de gravedad en el hombre y en la máquina puedan contrarrestarse, y cambiarse según lo requieran los

cambios en su centro de resistencia”.

Estudio sobre la capacidad dinámica del cuerpo humano, en relación a un dispositivo destinado a la máquina voladora. Manuscrito B de París, 88r ( detalle)

Diseño para máquina voladora. Manuscrito B de París, 75r

Pero el Proyecto más espectacular de este periodo lo encontramos en el Manuscrito B de París. Se trata de un diseño de máquina voladora en forma de barco o cúpula invertida y 4 alas, con el pilote de pié en el centro para desarrollar fuerza con los pies por medio de pedales, con las manos por medio de manivelas, pero también con la cabeza, el cuello, y los hombros

Junto al dibujo encontramos una anotación que dice “ este hombre hace con su cuerpo fuerza por 200 libras ( aproximadamente 90 Kg) y con las manos hace fuerza por 200 libras…y el movimiento de las alas será en cruz, similar al andar del caballo. Por esto afirmo que este es mejor que ninguno”

-Barco Volador, Manuscrto B 80r

Reconstrucción en Maqueta del Barco Volador de Leonardo

Estudio dinámico del cuerpo humano para su utilización en la máquina voladora. Morgan Library, NY. F. 29

LA ESTRUCTURA DE LAS ALAS

Junto con el estudio de la fuerza, Leonardo dedica en estos años una gran atención al análisis de la estructura de las alas, dejándonos una gran cantidad de dibujos ( varios en el Manuscrito B)en general inspirados en las alas de los murciélagos o el pez golondrina, y con recomendaciones sobre el material a utilizar para ellas, por ejemplo varillas a modo de nervios.“Quizá dirá que los nervios y los músculos de un ave son incomparablemente más potentes que los de el hombre (…) además, las alas también están completamente cubiertas de una red de gruesos nervios y otros fuertes ligamentos cartilaginosos, y la piel es muy gruesa con varios músculos……“Recuerde que su ave no debe tener otro modelo que el murciélago, pues sus membranas le sirven como armadura, o más bien, como medio para sujetar juntas las piezas de su armadura, esto es, la estructura de las alas”.

Poco después, en el Códice sobre el vuelo de las aves volverá a plantear un nuevo análisis sobre la estructura de las alas de las aves. Poco después hablaremos de ello.

Estudio para maquina voladora- 1493-95 C.A.70br

OTROS ASPECTOS RELACIONADOS CON EL VUELO

Leonardo llega a plantear cuestiones de aerodinámica, un concepto que aun tardaría siglos en desarrollarse. Esto le llevó a diseñar una máquina que nos recuerda lo muchos siglos después serían los primeros aviones con alas arriba y abajo. En ella vemos un tablón bastante tosco de forma algo curva, (esto se observa mucho), con una escalera y un pie retráctil. La fuerza motriz era unas alas dibujadas encima del aparato con las ruedas posadas, y que eran accionadas por una manivela. Junto a él aparece la anotación“Haga las escalas curvadas, para que se correspondan con el cuerpo. Cuando el pie de la escala toque suelo, no puede dar un golpe que dañe el instrumento, porque es un cono que se entierra y no encuentra ningún obstáculo en su punta, lo cual es perfecto.Pruebe la máquina real sobre el agua para que, si cae, no se haga daño.Estos ganchos, que están debajo de los

pies de la escala, actúan del mismo modo que cuando alguien salta sobre las puntas de los pies, que no aturde tanto como cuando se salta sobre los talones.”

Otro diseño muy novedoso fue el de Paracaídas que encontramos en el Códice Atlántico con una anotación en la que nos explica que si un hombre dispone de una tienda de 12 x 12 m. cubierta por un toldo puede “saltar desde cualquier altura como una torre o la explanada deuna fortaleza sin hacerse daño”

Códice Atlántico 1058v.Resaltado el Paracaídas

Dispositivo de vuelo formado por un habitáculo en el centro de un rotor Manuscrito I de Madrid, f. 64 r. Parte superior

Como otros artilugios curiosos tenemos un mecanismo dibujado en una hoja del Manuscrito I de Madrid, f. 64 r), .realizado hacia 1497 en la que aparece en la parte superior una esfera con un hombre en el centro. Leonardo explica junto al dibujo que un hombre podría con ella aprovechar el viento para bajar una pendiente, de forma que “el hombre permanecerá siempre de pie, en una jaula esférica, en sus pensión en el centro del dispositivo”

En la parte inferior de la misma hoja encontramos estudios sobre cometas para realizar lo que él llamó “vuelo a Vela” ( para nosotros una especie de ala delta) que parte de la idea de Leonardo de crear una estructura que pudiera planear con un pilito que con sencillos desplazamientos sería capaz de dirigirla al modificar el centro de gravedad con su propio cuerpo. La modernidad de este aparato es asombrosa, y en 1993 fue reproducida tal cual en Inglaterra, realizándose con ella prácticas de vuelo

Estudios sobre cometas dirigida desde tierra mediante cables. Manuscrito I de Madrid, f. 64 r. Parte superior

Maqueta de la esfera voladora reconstruida por el Museo Ideale Leonardo.

EL ORNITÓPTERO DE LEONARDODentro de los diseños de máquinas voladoras de Leonardo, uno de los que más

trascendencia ha tenido es el diseño de lo que en la época se denominaban “ornitóptero”, es decir, aparatos voladores que imitan el vuelo de las aves.

Ya en el si. XIII Bacon, un monje inglés, había defendido que era posible diseñar un aparato que pudiera volar como los pájaros. Leonardo, tras sus múltiples estudios llega a la misma conclusión, aportando no solo el diseño de uno de estor “aparatos”, sino también lo que podríamos denominar la “receta” para realizarlos, explicándonos que “Las Alas tendrían que estar hechas de fuerte piel curtida y con cuerdas de resistente seda en rama. No debe haber bandas de acero, ya que estas se rompen muy fácilmente en los puntos de unión y se desgastan.”.

En los últimos tiempos se han realizado múltiples maquetas y diseños del ornitóptero de Leonardo. Una importante réplica fue la realizada en el 2003 en Inglaterra por Steve Robers y Martin Kimn que realizaron un “planeador” basado en los planos originales de Leonardo , fabricando la estructura principal de ala con álamo negro y utilizando para lo demás caña, goma, laca, almidón y una tela para cubrir el exterior. Solo realizaron una variación respecto al modelo de Leonardo. El Maestro incluía un arnés sobre el que advertía que “debía dejar libre el cuerpo de la

cintura para arriba para que el piloto pudiera controlar la máquina”. Sin embargo, los modernos diseñadores cambiaron la posición ya que consideraban mejor que el piloto controlara la máquina con las piernas. Así construyeron una máquina d e 9 metros y 35 kg. De peso, que fue probada por la piloto Judy Ledon, que tras varios intentos consiguió volar desde una colina del distrito inglés de Bedfordshire.

durante 21 segundo, superando los 15 metros de altura y recorriendo 91 metros . La distancia parece extremadamente corta, pero no debemos olvidar que el primer vuelo de los hermanos Wright solo duró 20 segundos. Así pues a la máquina de Leonardo solo habría que hacerle lo que hicieron los inventores del vuelo, mejorarla.

Estudio de ala mecánica, realizado entre 1505-1506. CA. 934 r

Estudio para máquina voladora realizado entre 1493 y 95 CA 846v

Boceto para piloto dentro de la máquina voladora- detalle. C.A. 357r

LA OBSERVACIÓN DEL VUELO DE LOS PÁJAROS

Fue uno de los centros de interés de Leonardo que pensaba que los pájaros funcionan “según leyes matemáticas”, por lo que seria posible para el hombre, fabricar instrumentos “con todos sus movimientos aunque no tanta potencia”.

Por eso nos ha dejado anotaciones y dibujos sobre el tema en tres manuscritos correspondientes más o menos a los mismos años: El Manuscrito L (1497-1504), el Manuscrito K (1503-1505) , el monográfico ya mencionado “Códice sobre el vuelo de los pájaros” y algunas hojas sueltas del Códice Atlántico, de entre las que destaca una que lleva una anotación que nos permite ubicar cronológicamente estos estudios del Maestro en “Florencia. Abril de 1503”, apareciendo en el reverso de la hoja un dibujo de una máquina voladora con pilito muy semejante a una aparecida en el Códice sobre el vuelo de los pájaros

EL MANUSCRITO K. Es un pequeño cuadernillo de bolsillo, con apuntes rápidos ,

realizados directamente al aire libre y con peor caligrafía. Hacen referencia a dos aspectos dentro del vuelo de los pájaros: las maniobras de viraje y equilibrio realizadas gracias al viento, y el vuelo, sin viento realizado gracias al batir de alas. Son los mismos aspectos que habían caracterizado sus diseños mecánicos entre 1480 y 90

Arriba: hoja del Manuscrito L ( 59r) que trata sobre el vuelo de los pájaros.Derecha: Detalle de hoja del Manuscrito K, 10r sobre el mismo tema

EL CÓDICE SOBRE EL VUELO DE LOS PÁJAROSLeonardo debía tener previsto escribir un “Tratado sobre el vuelo de las Aves”, que constaría de 4 libros:

1. De su vuelo agitando las alas2. Del vuelo con la ayuda del viento sin agitar las alas3. Del vuelo en general4. Del mecanismo del movimiento

Además, para tratar sobre el movimiento de las Aves, a su vez, habría que explicar varias cuestiones previas (que se abordarían en otros 4 libros) tales como:

1. La naturaleza de la resistencia al aire2. La anatomía del ave y sus alas3. El método de funcionamiento de sus alas en los diferentes movimientos4. La fuerza de las alas y de la cola cuando las alas no se mueven y el viento es

favorable para hacer de guía del movimiento

Pero de estas precisiones no nos ha quedado ni siquiera un material ordenado, si bien a lo largo de la obra es posible identificar algunos apartados. En primer lugar, en lo que para nosotros sería una especie de introducción se da cuenta de que incluso cosas que no pueden volar son capaces de descender por el aire, con o sin ayuda del viento. Por lo tanto considera que antes de tratar sobre el vuelo es necesario entender la ciencia de los vientos

Aunque ya hemos mencionado alguna consideración de Leonardo sobre el viento al plantear su visión de la ciencia, hemos considerado importante pararnos aquí mínimamente a estudiar las reflexiones de nuestro maestro sobre este elemento fundamental para el vuelo. Leonardo considera que el ímpetu es una fuerza transmitida del instrumento propulsor al instrumento movido y mantenida por la onda del interior del aire que produce el propulsor. Lo considera como la impresión de un movimiento local, transmitido por el motor al móvil y mantenido por el aire o el agua al moverse para evitar el vacío

Códice sobre el vuelo de los pájaros- Folio 4r- Estudios sobre el viento y los principios de la estática

Pero considera que el ímpetu del móvil es diferente en el agua y el aire, ya que aire es condensable y el agua no Además, piensa que el ímpetu del agua se divide en 2 partes:

Simple : cuando es bajo el agua Compuesto: Entre aire y agua. Además, este se divide a su vez en 3 partes, por

ir en 3 direcciones: contra el curso del río, a favor de la corriente y transversalmente

En cuanto al viento plantea como tres principios, basados en la comparación con el agua:

El aire se mueve como un río y lleva las nubes, lo mismo que el agua corriente arrastra todo lo que flota sobre ella.

El movimiento del aire contra un objeto fijo es tan grande como el movimiento de un objeto en movimiento contra el aire que no se mueve. Ocurre igual con el agua

El aire se condensa debajo de lo que choca contra él y se enrarece arriba para llenar el vacío dejado por aquello que lo ha golpeado. Por eso los pájaros se mantienen en el aire Otro aspecto

relacionado con el viento sería la fuerza del motor que considera que tiene que ser proporcional al peso del móvil y a la resistencia que encuentra. Considera que esto se aplica al vuelo de las aves. De hecho plantea que el sonido que hacen con las alas al batir el aire es más o menos penetrante según la velocidad del movimiento de sus alas.

Códice sobre el vuelo de los pájaros- Folio 1r Estudios sobre el viento y los principios de la estática

Tras estas reflexiones, muy desordenadas, que nosotros hemos considerado una especie de introducción, pero que aparecen por distintos lugares del tratado, podemos observar en la obra al menos dos partes claras, la primera (que tal como se ha editado corresponde a las páginas con numeración más alta) se refiere al vuelo batiente, y la segunda parte (la primera que encontramos) nos habla de las maniobras de equilibrio en vuelo. Además dedica un apartado a los principios de la Estática Cada una de las partes se presenta de un modo semejante: en primer lugar encontramos estudios basados en la observación de cada uno de los aspectos, y después diseños de alguna máquina en la que intenta reconstruir esos aspectos. Veamos estas 2 partes.

EL VUELO BATIENTE: es el que se basa en el batir de las alas por la ausencia de viento. Analiza minuciosamente como se produce este movimiento. Descubre que en una primera fase el pájaro actúa como el nadador, es decir la parte terminar del ala desciende hacia atrás y se sitúa de cara respecto al aire, para conseguir por un lado mantenerse y por otro propulsarse hacia delante. Mientras tanto, la parte interior del ala se eleva y se coloca de canto, para vencer la resistencia del aire, de forma que consigue mejor el avance. Después cuando ha terminado el batido que ha permitido la propulsión, la parte terminal del ala vuelve rápidamente hacia arriba, antes de comenzar un nuevo batido. Leonardo piensa que por lógica en teoría en esta fase intermedia el pájaro se debería caer, pero por el contrario se mantiene y avanza gracias a la zona del ala más próxima al cuerpo que a la vez ha descendido y se hay colocado cara al aire. De esta manera nuestro Maestro argumenta que el aire se concentra, creando el llamado “efecto cuña”, sobre el que el pájaro continúa sosteniéndose. Entonces avanza hacia delante gracias al nuevo batido de la parte terminal del ala.

Estudio sobre maniobras de equilibrio efectuadas por los pájaros para contrarestar los golpes de viento, CV 8v y 7v

Intentando reproducir este sistema realiza unos cuantos proyectos de máquinas voladoras. y es consciente de las diferencias entre los pájaros y los hombres, pero el mismo busca argumentos a las posibles objeciones a su teoría, así el la hoja 16 r comenta: “alguien podría considerar imposible el vuelo humano porque, según las diferencias anatómicas, los pájaros parecen capaces de batir las alas con una potencia que le falta al hombre” . Es verdad que el pájaro tiene los músculos pectorales más desarrollados Pero como él mismo contra argumenta, los pájaros utilizan solo una mínima parte de esa potencia.

Proyectos para ala de Máquina. Arriba: CV 16v17rIzquierda: CV 17v y 18r

EL EQUILIBRIO EN EL VUELO LIBRE.- Es el que utiliza la propia fuerza del viento como impulso motor para volar. En este sentido se interesa en primer lugar por como un pájaro es capaz de recobrar la posición horizontal de equilibrio una vez que una ráfaga de viento lateral le ha dado la vuelta, cosa que consiguen plegando el ala de un lado para utilizar el propio viento como contrapeso y conseguir el equilibrio como en una balanza. Mas adelante, en otras hojas se centra en la maniobra de viraje y por fin, como en la primera parte prepara proyectos de máquinas que intentan imitar estas acciones

Estudio de las maniobras de equilibrio de los pájaros. CV 8r Estudios para ala mecánica a imitación de las

maniobras de equilibrio en vuelo de los pájaros. CV 7r

Estudios sobre el ala, realizado hacia 1505. C.A. 854r

ESTRUCTURA DE LAS ALAS DE LAS AVESSi bien, como ya hemos comentado anteriormente, realiza estudios sobre este aspecto

en otros manuscritos, ahora en este dedica una gran parte a un aspecto que para el es fundamental a la hora de aplicar sus estudios a crear una estructura semejante para el ser humano. En este sentido Leonardo nos hace una serie de consideraciones básicas. Veamos algunas:

Los tendones y los músculos de ave son más fuertes que los del hombre

La fuerza total de tantos músculos y carne de la pechuga estimula y aumenta el movimiento de las alas y el hueso de la pechuga es todo él de una pieza, por lo que proporciona al pájaro una gran fuerza

También beneficia el hecho de que las alas están cubiertas por una red de gruesos tendones y otros fuertes ligamentos cartilaginosos, aparte de la piel muy espesa con variedad de músculos

Para huir o cazar, triplican su fuerza, por lo que necesitan siempre tener una fuerza de reserva

Las Plumas más ligeras están situadas por debajo de las más resistentes

Sus extremidades están vueltas hacia la cola. Esto es porque el aire por debajo de los objetos volantes es más espeso que el que está por encima y por detrás y el vuelo requiere que estas extremidades laterales de

las alas no se encuentren con

el choque del viento Las alas son cóncavas en la parte inferior

(se extienden desde el codo hasta la espalda), el resto es convexo. En la parte cóncava el aire se arremolina, en la convexa es presionado y condensado

Las plumas más largas , son más flexibles Los cascos situados en la espalda de las alas son imprescindibles para mantener al ave

en equilibrio e inmóvil en el aire, cuando se enfrenta con una corriente de aire. Los pájaros de cola corta tienen alas muy anchas y usan muchos sus yelmos situados a la

espalda Los tendones situados bajo las alas son más resistentes por el movimiento de la espalda En el vuelo , subir resulta más fácil, que bajar (por la resistencia) Las alas están cubiertas por una membrana para moverse en todas direcciones (como los

murciélagos)

En cuanto a la cuestión de por qué se sostiene el ave en el aire, Leonardo considera:Un ave en una corriente de aire, se sostiene sin agitar las alas, ya que no tienen que actuar en contra del aire. Sin embargo, con el aire quieto es necesario el movimiento de alas para sostenerseEl viento ejerce la misma fuerza sobre un ave que una cuña levantando un pesoVelocidad depende de las especies: en urracas y parecidas, es igual cuando suben que cuando bajan, en palomas y aves parecidas, es más rápido cuando bajan que cuando suben y en cuervos y especies semejantes es más rápido cuando suben que cuando bajan

LA ETAPA FINAL

ESTUDIOS TEÓRICOS SOBRE EL VUELOEn su última etapa, sobre todo en su periodo en Francia, Leonardo parece menos

interesado en su recurrente máquina voladora y vuelve a preocuparse más por los elementos teóricos y científicos sobre el vuelo. Fue en esta época cuando pronunció su famosa sentencia de “los que se interesan por la práctica sin ciencia son como el contramaestre que conduce el barco sin timón ni brújula”.

Así, entre 1513 y 1514, con 60 años, formula la teoría del vuelo, que califica como una forma de “ciencia sensible” ya que puede ser percibida por los sentidos. Son años en los que teoriza sobre el vuelo, el viento…Este carácter más teórico se manifiesta en los propios títulos de algunas anotaciones. Por ejemplo en el Manuscrito E dedica unas cuantas hojas al epígrafe general que llama “De los pájaros”, en los que encontramos epígrafes tales como “Teoría de los Pájaros” que aparece en el folio 50r, o “ciencia” “regla”.. Si en el Códice sobre el vuelo de los pájaros la preocupación fundamental de la observación era esa creación de máquinas que imitaran lo natural, ahora el interés está en el análisis en sí, en aspectos como tipos de movimiento en vuelo (recto, curvo, compuesto, espiral…) etiología ..Por ejemplo se da cuenta de que los pájaros pequeños no vuelan a gran altura, cosa que hacen solo las grandes rapaces. Su explicación es que a grandes alturas el aire es demasiado poco denso para sostener a los pájaros pequeños

También realiza bellos dibujos de anatomía, de los pájaros ( fundamentalmente en torno a 1513) así como un análisis de los elementos con alguna relación con el vuelo tales como el viento, el agua, la tierra, a los que ya nos hemos referido. Nos dice:Para explicar como verdadera ciencia el movimiento de los pájaros en el aire es necesario conocer antes la ciencia de los vientos, la cual demostraremos mediante el movimiento del agua” Pero nosotros, de estos aspectos y elementos ya hemos hablado también en sus apartados correspondientes.

Estudio de pájaros, hacia 1513. W 19017Estudio del vuelo y el viento

Manuscrito E 40r Estudio de vuelo- Manuscrito E 43

NUEVOS AUTÓMATAS VOLADORESDe alguna manera Leonardo cierra el ciclo terminando su interés por el vuelo en el

mismo contexto en el que lo empezó, el de los artilugios escenográficos. En su periodo en Francia, con Francisco I Leonardo desarrolló enormemente esta faceta diseñando grandes divertimentos para festejos, con espectáculos que actualmente nos resultarían de lo más moderno y llamaríamos “de luz y sonido”, con espectaculares fuegos de artificio ( a los que hoy nos referimos como “fuegos artificiales”) y grandes figuras articuladas conocidas como “autómatas” entre los que sabemos realizó un pájaro mecánico que dibujó en el Códice Atlántico que batía las alas mientras descendía colgado de un cable gracias a un mecanismo en su interior.

Lomazo nos ha dado testimonio de este tipo de artilugios explicándonos “enseñó el modo de hacer volar los pájaros, andar los leones por fuerza de ruedas y fabricar animales monstruosos. Solía hacer de cierta manera pájaros que volaban por el aire, y una vez ante Francisco I, rey de Francia hizo caminar a su gusto en una sala a un león hecho con admirable artificio y después detenerse, abriéndose el pecho totalmente lleno de lirios blancos y diversas flores”

Dibujo de Autómata volador con forma de pájaro, realizado hacia 1508. CA 231 v.

Dibujo de hombre con alas, realizado entre 1508 y 1510. W. 12724r

Así que no es de extrañar que Francisco I estuviera encantado con el Maestro. Cellini nos cuenta que el rey de Francia afirmó en cierta ocasión sobre el Maestro que no creía que existiera otro hombre en el mundo que tuviera tantos conocimientos como Leonardo, no tanto como escultor, pintor o arquitecto, sino como extraordinario filósofo”. No obstante para entender el significado de lo que Francisco I quería decir hay que entender que en esta época la referencia “filósofo” quería decir “científico”

Como vemos en este caso ya no hay interés científico por el vuelo, hay solo divertimento, pero en él también su ilusión voladora tiene cabida, tal como vemos también en diversos dibujos de hombre alado del códice Windsor, realizado entre 1508-10 para diversas fiestas

Estudio de hombre con alas en los hombros, realizado entre 1508 y 1510 CA. 166r