ESCRITOS SOBRELA MECÁNICA I:LAS MÁQUINAS

DE VOLAR

IntroducciónIntroducciónLeonardo consideraba que la

Ciencia instrumental o mecánica era 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”.

Tornillo sin fin engranado a rueda dentada.

En esta línea de integración ser vivo–máquina resulta curioso que Leonardo comenzara y terminara diseñando autómatas, que impresionaban a sus contemporáneos.

De todos ellos, el más famoso 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.

El león autómata, que Lomazzo caracteriza como un “admirable artificio 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.

Dibujo para León. Seguramente previo al autómata

En general sus máquinas 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.

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 pasarlo a imprenta.

Cojinetes de esfera –

ESTUDIOS SOBRE EL VUELOESTUDIOS SOBRE EL VUELOLeonardo siempre estuvo

muy interesado en el vuelo comenzando por diseñar artilugios voladores para escenografías teatrales, y estudiando el vuelo de las aves, a las que le dedicó un tratado.

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”.

Tratado sobre el vuelo de las aves

Su planteamiento sobre el vuelo se basaba en sus famosos “Parangones” o comparaciones. Pensaba que si el ser humano es capaz de nadar como los peces, también debía ser capaz de volar como los pájaros.

Por eso estudió también anatomía humana y animal, insistiendo en los aspectos de dinámica del cuerpo en distintas posturas…

Con toda esta base teórica, se planteó el diseño de máquinas voladoras

Por último, en su época final, volvió a los estudios teóricos, intentando enunciar una teoría general del vuelo. A la vez, volvió al diseño de autómatas voladores. Era la época de Francisco I y sus grandes fiestas cortesanas. Leonardo aportó su experiencia, creando notables ingenios.

1.-LOS INICIOS: 1.-LOS INICIOS: a).- Los ingenios teatralesa).- Los ingenios teatrales

El interés por el vuelo en Leonardo parece seguir una tradición típicamente florentina, (allí 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).

Figuras de ángeles volando para una Natividad.1480.

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”

Bocetos para máquinas aladas mecánicas para espectáculos teatrales, 1480.

Varios artistas florentinos se dedicaban a estas tareas que debieron llamar atención mucho la 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.

Dispositivos para máquinas con alas mecánicas para espectáculos, realizados hacia 1480.

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”.

Y en esta línea, el diseño más original fue el de máquinas voladoras en forma de barco que realizó hacia 1480 y encontramos también en el Códice Atlántico.

No obstante en estos primeros bocetos su interés no era todavía conseguir máquinas voladoras como tal, sino simplemente desarrollar ingenios sorprendentes.

En este sentido, encontramos otros efectos escenográficos, 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.

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

Estudio de Linterna realizado hacia 1480

b).-Estudios sobre el mundo b).-Estudios sobre el mundo animalanimal

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, como los dragones (un ejemplo es 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, con 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”.

2.- EL VUELO Y LA MÁQUINA 2.- EL VUELO Y LA MÁQUINA VOLADORAVOLADORA

Durante su estancia en Milán Leonardo empezó a interesarse por la mecánica en general, estudiando “de pondéribus” (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).

También vuelve a insistir en la anatomía y en dos cuestiones fundamentales de la máquina voladora: el estudio de la fuerza y la estructura de las alas.

a).- El estudio de la fuerzaa).- El estudio de la fuerza

Leonardo estudió de qué manera cambiaba la capacidad humana de desarrollar fuerza en función de la postura del cuerpo, llegando a calcular la fuerza dinámica en un hombre, poniéndolo en el plato de una gran balanza.

En otra ocasión 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.

..

Además, estudia la dinámica del cuerpo humano en 7 posturas diferentes.

También en esta etapa milanesa se plantea estudios teóricos sobre el tema, estableciendo por ejemplo que “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”. Esta consideración fue la que le llevó colocar un ala diseñada con membrana, en la cima de una colina, colgando de ella un banco de unos 90 Kg., 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.

-Ala movida por fuerza humana.

Además se dio cuenta de 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.

Además, parece que desde 1481, antes incluso de su traslado a Milán ya había realizado estudios de vuelo como mecanismos y un esquema de planeo con la anotación “esta es la manera en que descienden los pájaros”.

Estudio de capacidad dinámica del cuerpo humano en relación con varios dispositivos mecánicos destinados a máquinas voladoras,

Hacia 1487-89 diseñó 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. Esta máquina ha sido considerada un precedente del helicóptero

Otra cuestión planteada por estos años es cómo colocar al conductor de la máquina y como hacer que se mueva para obtener el máximo efecto dinámico posible.

El El proyecto más espectacular es el de la máquina voladora en forma de barco.

Con el piloto 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.

-Barco Volador

b).- La estructura de las alasb).- La estructura de las alas

Leonardo nos dejó cantidad de dibujos de alas de murciélago y de pez golondrina, con recomendaciones sobre el material a utilizar para ellas, por ejemplo varillas a modo de nervios.

Estudio para maquina voladora- 1493-95

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.

c).- Otros aspectos relacionados c).- Otros aspectos relacionados con el vuelocon el vuelo

Leonardo llega a plantear cuestiones de aerodinámica; esto le llevó a diseñar una máquina que nos recuerda a los aviones con alas arriba y abajo.

La fuerza motriz eran unas alas dibujadas encima del aparato con las ruedas posadas, y que eran accionadas por una manivela.

Otro diseño muy novedoso fue el de Paracaídas en la que nos explica que “saltar desde cualquier altura como una torre o la explanada de una fortaleza sin hacerse daño”.

Como otros artilugios curiosos tenemos un mecanismo realizado hacia 1497 en el 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 por ejemplo aprovechar el viento para bajar una pendiente.

Dispositivo de vuelo formado por un habitáculo en el centro de un rotor

También encontramos estudios sobre las cometas, para realizar un vuelo parecido a nuestro ala delta. Su idea era crear una estructura que pudiera planear con un piloto que con sencillos desplazamientos sería capaz de dirigirla al modificar el centro de gravedad con su propio cuerpo.

Estudios sobre cometas dirigida desde tierra mediante cables.

d).-El ornitópterod).-El ornitóptero

Dentro 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.

En los últimos tiempos se han realizado múltiples maquetas y diseños del ornitóptero de Leonardo.

En el 2003, en Inglaterra,Steve Robers y Martin Kimn 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.

La distancia parece muy 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.

Así construyeron una máquina de 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 .

Estudio de ala mecánica, realizado entre 1505-1506

Estudio para máquina voladora realizado entre 1493 y 95

3.-LA OBSERVACIÓN DEL 3.-LA OBSERVACIÓN DEL VUELO DE LOS PÁJAROSVUELO 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.

a).-El Manuscrito Ka).-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.

b).-El códice sobre el vuelo de los b).-El códice sobre el vuelo de los pájarospájaros

Leonardo debía tener previsto escribir un “Tratado sobre el vuelo de las Aves”, que constaría de 4 libros: de su vuelo agitando las alas, del vuelo con la ayuda del viento sin agitar las alas, del vuelo en general, 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: la naturaleza de la resistencia al aire, la anatomía del ave y sus alas, el método de funcionamiento de sus alas en los diferentes movimientos, la fuerza de las alas y de la cola

Pero considera que el ímpetu del móvil es diferente en el agua y el aire, ya que entre otras cosas, aire es condensable y el agua no Plantea tres principios respecto al viento, 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 ellaEl movimiento del aire contra un objeto fijo es tan grande como el movimiento de un objeto en movimiento contra el aire que no se mueveEl 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

Tras estas reflexiones podemos observar en la obra al menos dos partes claras:

El vuelo batiente (el que se basa en el batir de las alas por la ausencia de viento)

y el equilibrio en el vuelo libre (es el que utiliza la propia fuerza del viento como impulso motor para volar).

Además , hace algunas observaciones sobre la anatomía de las aves, dándose cuenta por ejemplo de que los tendones y los músculos de las aves son más fuertes que los del hombre.

4.- LA ETAPA FINAL:4.- LA ETAPA FINAL:Nuevos autómatas voladoresNuevos autómatas voladores

En su periodo en Francia, bajo En su periodo en Francia, bajo el apoyo de Francisco I vuelve a el apoyo de Francisco I vuelve a esta faceta diseñando grandes esta faceta diseñando grandes divertimentos para festejos, con divertimentos para festejos, con espectáculos que actualmente nos espectáculos que actualmente nos resultarían de lo más moderno y resultarían de lo más moderno y llamaríamos “de luz y sonido”, llamaríamos “de luz y sonido”, con espectaculares fuegos de con espectaculares fuegos de artificio ( a los que hoy nos artificio ( a los que hoy nos referimos como “fuegos referimos como “fuegos artificiales”) y grandes figuras artificiales”) y grandes figuras articuladas conocidas como articuladas conocidas como “autómatas”“autómatas”

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

Leonardo ha abandonado el interés científico por el vuelo, ahora hay solo divertimento, pero en él también su ilusión voladora tiene cabida, tal como vemos ten diversos dibujos de hombre alado del códice Windsor, realizado entre 1508-10 para diversas fiestas.

Cellini nos cuenta Cellini nos cuenta que Francisco I de que Francisco I de Francia afirmó en Francia afirmó en cierta ocasión que no cierta ocasión que no creía que existiera creía que existiera otro hombre en el otro hombre en el mundo que tuviera mundo que tuviera tantos conocimientos tantos conocimientos como Leonardo, no como Leonardo, no tanto como escultor, tanto como escultor, pintor o arquitecto, pintor o arquitecto, sino como sino como extraordinario extraordinario filósofo”.filósofo”.

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

FIN