La città ideale -#STEP19

"Una città ideale è il concetto di un insediamento urbano (progettato, o solo immaginato, raramente messo in pratica) il cui disegno urbanistico riflette, secondo uno schema prevalentemente geometrico, criteri e principi astratti di razionalità e funzionalità, o un'impostazione scientifica. Questi caratteri spesso si accompagnano a una tensione ideale e filosofica, o a una forte carica utopica."

 Città ideale (fine XV sec.), dipinto di anonimo fiorentino, conservato al Walters Art Museum di Baltimora.

Il tema della città ideale è il frutto dell'unione tra due elementi insiti nella natura dell'essere umano: la capacità immaginativa e il desiderio di ordine e perfezione. Infatti, i progetti per una società ideale risalgono sin dall'antichità, per esempio ne troviamo tracce nel pensiero di Platone, e si sono sviluppati sino ai giorni nostri, adeguandosi alle necessità di ogni epoca in cui sono stati tracciati.

In epoca rinascimentale, la città riacquista il ruolo di perimetro e crocevia dell'agire storico dell'uomo: nello spazio delimitato della "città" dovevano idealmente convergere diverse aspirazioni ed esigenze, sia funzionali che estetiche.

Ovviamente, il tema della città ideale suscitò particolare interesse in una delle figure più importanti del '500 italiano: Leonardo da Vinci.
Leonardo voleva una città comoda e spaziosa, ben ordinata nelle strade, con alte mura, torri e merli che sopperissero alle necessità ma che allo stesso tempo donassero una certa bellezza architettonica allo spazio urbano. 
Ricercò un'organizzazione dello spazio perlopiù funzionale, in modo da dar soluzione ai diversi problemi della vita quotidiana, per esempio il traffico, gli approvvigionamenti e le esigenze igienico-sanitarie.
Vista la necessità di proteggere la popolazione dalle malattie contagiose, propose un tessuto urbano molto più aperto, caratterizzato da strade ampie e rettilinee e da una presenza capillare di corsi d'acqua, navigabili e regolati da chiuse e conche. La città, infatti, sarebbe sorta in prossimità di un fiume, la cui acqua sarebbe stata convogliata nel centro abitato mediante una rete di canali, grazie ai quali si provvedeva innanzitutto alla pulizia e al deflusso dei liquami, per i quali venne studiato un vero e proprio sistema fognario sviluppato a livello sotterraneo. I canali assunsero anche altre importanti funzioni come quella di garantire le comunicazioni e di agevolare gli approvvigionamenti.

Leonardo da Vinci, città su due livelli,
Manoscritto B dell'Institut de France di Parigi

Fonti:
https://it.wikipedia.org/wiki/Città_ideale
https://www.lemacchinedileonardodavinci.it/la-citta-ideale/
https://it.wikipedia.org/wiki/Città_ideale_di_Leonardo

Teatri di macchine

I “Teatri di macchine" sono libri del '500 caratterizzati da un grande numero di immagini per raggiungere vasti pubblici. Sono libri a stampa, riccamente illustrati, che aprendosi al lettore come si apre il sipario sulla scena (e molti nel frontespizio ripropongono le architetture teatrali) lo introducono ai saperi più nuovi e curiosi.
Il genere dei “teatri” ha mantenuto grande successo per tutto il Sei e Settecento.

In questi libri, i tecnici e gli ingegneri promuovono le proprie innovazioni, descrivendo le macchine e gli strumenti attraverso il linguaggio del disegno tecnico: per la prima volta appaiono le proporzioni tra la rappresentazione di una macchina e la realtà, e i disegni non sono più in prospettiva, ma in assonometria, la quale rende possibile la misura della terza dimensione. Il disegno tecnico, da semplice raffigurazione, diventa modello di un oggetto che può essere costruito.

Dalla metà del Cinquecento le biblioteche si arricchiscono di teatri del mondo, delle città, anatomici, geografici, astronomici, chimici, botanici, farmaceutici, matematici.
Il primo a inaugurare questo "genere" fu Jacques Besson, matematico francese (Lione, 1569), a cui seguiranno Agostino Ramelli, Vittorio Zonca, Giovanni Branca, per citarne alcuni.

Inizialmente all'interno di questi volumi si trovavano disegni perlopiù naturalistici, con operai che muovevano le macchine per spiegarne l'applicazione e il funzionamento, ed erano spesso accompagnati da didascalie brevi e precise, in modo da lasciar parlare l'immagine il più possibile.
Verso l'inizio del '700, invece, si hanno disegni più ingegneristici, precisi e accurati, spiegati da didascalie approfondite.

Due volumi importanti del ‘600 sono il Novo Teatro di Machine et Edificii  di Vittorio Zonca del 1607 e il Theatrum machinarum novum di Georg Andreas Bockler del 1662.

Macchina da stampa per libri

Quello dello Zonca, stampato postumo, è il primo “teatro di macchine” che spiega in modo approfondito le ragioni del funzionamento dei congegni illustrati.
In questa opera troviamo misurazioni in scala, e alcune descrizioni di macchine realmente esistite.
Poco sappiamo della vita dell’autore: egli fu forse scultore, e divenne architetto della città di Padova e responsabile delle grandi opere tecniche dell'arsenale della Repubblica di Venezia.
La sua opera affascinò profondamente il Galilei che in quegli anni insegnava architettura militare.
Morì a soli 34 anni. La sua opera fu innovativa per la presenza della "legenda" e per la "scala grafica" che appare per la prima volta.

Mulino a vento

 Bockler fu un architetto e ingegnere tedesco specializzato in   idraulica. Lavorò nella città di Norimberga e nel 1661 scrisse   il Theatrum Machinarum Novum, un importante lavoro su mulini,   pompe e altre macchine idrauliche.
 Le 154 tavole incise presenti nell'opera mostrano nel dettaglio tutti   gli elementi meccanici, anticipando la chiarezza espositiva delle   illustrazioni dell'Encyclopedie, che possono essere considerate   apogeo e fine del genere dei teatri.

Fonti:
https://www.museoscienza.org/it/storieaportechiuse/i-teatri-di-macchine-2
https://bibliodyssey.blogspot.com/2005/10/theatrum-machinarum-novum.html
bibliodyssey.blogspot.com/2011/12/machine-power.html?m=1

L'importanza del grafico -#STEP13

Leggere e costruire grafici è una competenza fondamentale nello studio delle materie scientifiche, difatti rientra nella prima voce nell'elenco dei nuclei tematici fondamentali del nuovo Quadro di Riferimento per l’esame di Stato (DM 769 del 26 novembre 2018).

Il grafico è uno strumento molto potente per illustrare l'andamento dei dati. Con l'esercizio, da un grafico è possibile estrarre a colpo d'occhio numerose informazioni in modo molto più agevole rispetto a una tabella. E' possibile ad esempio determinare gli intervalli e la velocità con cui la variabile dipendente aumenta e diminuisce, l'andamento dei dati, l'esistenza o meno di relazioni tra di essi, l'incertezza su ogni misura ecc. (un video a riguardo: https://www.youtube.com/watch?v=zu5oet2hH_8).

Inoltre, la rappresentazione grafica risulta fondamentale in matematica: dal momento che i concetti matematici non esistono nella realtà concreta (il punto P, il numero 3...), nell'insegnamento di questa materia la semiotica (rappresentazione dei concetti mediante un sistema di segni) è considerata una caratteristica necessaria per garantire il primo passo verso la noetica (apprendimento dei concetti). Per esempio, il concetto più generale di retta come insieme infinito di punti è molto astratto, ma se si associa a questa definizione un disegno, al quale si associa a sua volta una funzione, si esemplifica largamente la comprensione di questo ente geometrico.

Il ricorso a un grafico permette sia di rappresentare sia di effettuare direttamente alcune operazioni di matematica: i procedimenti di calcolo grafico abbracciano vasti settori del calcolo matematico e hanno trovato larga applicazione nella statistica, nella tecnica ecc. per la loro rapidità e praticità. Rientrano in questo campo i procedimenti di interpolazione e di estrapolazione grafica, di derivazione e di integrazione grafica, la nomografia, la statica grafica, e in senso lato anche la geometria descrittiva con i suoi metodi grafici per la risoluzione dei problemi geometrici.

Tra le curve più note e utilizzate nello studio di dati vi sono, oltre alle classiche retta, parabola, iperbole, esponenziale e così via, la curva di Gauss, la versiera (o curva di Agnesi), la curva di Phillips e molte altre più o meno note che rappresentano correlazioni tra dati in modo sempre differente e significativo.

Curva di Phillips

Curva di Gauss

Versiera

Fonti:

http://ishtar.unibo.it/stat/base/grafici/grafici.html

https://campus.hubscuola.it/discipline-scientifiche-2/fisica/la-rappresentazione-delle-grandezze-fisiche-limportanza-di-saper-interpretare-e-costruire-grafici/

http://www.treccani.it/enciclopedia/grafico/

Il disegno per Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci. Autoritratto. 1515 ca.
Torino, Biblioteca reale.

Un esempio di straordinaria convergenza tra osservazione, ricerca artistica e ricerca scientifica è rappresentato dai disegni di Leonardo da Vinci.

Osservatore metodico e sistematico, pittore e ingegnere, concepisce il disegno come forma della mente e lo considera un mezzo per accedere direttamente alla verità della natura.

Sono oltre 4000 i fogli, con disegni e annotazioni, che si sono conservati e si riferiscono in vario modo a tutti gli ambiti di interesse della sua ricerca scientifica: dall'anatomia e fisiologia all'aritmetica e geometria, dall'astronomia alla botanica, dalla geologia alla meccanica, dall'ottica all'architettura, dai progetti urbanistici alla cartografia, dalla zoologia alla psicologia umana.

Alla base c'è l'idea della superiorità del linguaggio visivo rispetto a quello verbale:“O scrittore, con quali lettere scriverai tu con tal perfezione, qual fa qui il disegno? [...] non ti impacciare di cose appartenenti alli occhi col farle passare per li orecchi, perché sarai superato di gran lungo dall'opera del pittore”.

Gli studi anatomici

Studio braccio destro di un uomo, Leonardo, 1500 ca.

Windsor Castle, Royal Library. 

Chiaramente il primo ambito in cui Leonardo applicò la tecnica del disegno è quello della pittura, per lo studio preparatorio di molti suoi dipinti e ritratti, ma ancora più celebri sono i suoi disegni sugli studi anatomici del corpo umano: contrariamente ai medici del suo tempo, che pretendevano di conoscere il corpo umano studiando i trattati dell'antichità, Leonardo è il primo a studiare l'anatomia direttamente sui cadaveri. Ebbe infatti la possibilità di poter visionare corpi di uomini deceduti sui quali condurre le sue ricerche direttamente tradotte attraverso i suoi minuziosi disegni, i quali erano sempre accompagnati da accurate descrizioni, che riguardavano non più solo le ossa, ma anche i muscoli ed i nervi.

Uno di questi disegni è la raffigurazione della spalla e del braccio di un uomo, in cui Leonardo mostra la dissezione profonda dei muscoli della spalla destra; inoltre, il suo studio è completato da appunti, mentre nell'angolo in basso a destra del foglio si può notare anche il disegno delle ossa di un piede, anch'esso correlato dalle note dell’artista.

Le macchine volanti

Fonti:

https://www.geometriefluide.com/pagina.asp?cat=leonardo&prod=disegnileogen

http://archivio.torinoscienza.it/dossier/i_disegni_di_leonardo_da_vinci_2652.html

http://www.macchinedileonardo.it/

http://archivio.torinoscienza.it/notizie/scoperto_un_disegno_nascosto_nel_codice_da_vinci_18903.html

Spiegare tramite disegni: filosofia e ingegneria

 

Il taccuino di Villard de Honnecourt

"Villard de Honnecourt vi saluta e prega tutti coloro che lavoreranno sulle macchine di questo libro, di pregare per la sua anima e di ricordarsi di lui, poiché in questo libro si possono trovare buoni consigli sulla buona arte delle costruzioni e sulle macchine di carpenteria; e troverete in esso l’arte di disegnare, i fondamenti, così come richiede ed insegna la disciplina della geometria."

Presunto autoritratto di Villard de Honnecourt
dal Livre de portraiture 

Il Livre de portraiture di Villard de Honnecourt è l'unica raccolta di disegni tecnici che un architetto del Medioevo ci abbia lasciato. Si tratta di un documento eccezionale di circa 200 disegni eseguiti dall'autore durante i suoi numerosi viaggi: oltre ad architetture, sculture e macchine sono rappresentate memorie di regole geometriche e costruttive, nonché scene simboliche della vita delle arti e delle corporazioni.

Il manoscritto, redatto tra il 1220 e il 1240, viene scoperto solo nel 1825 in un archivio presso St-Germain a Parigi ed è costituito da una raccolta di cui ci sono pervenuti solo 33 fogli di pergamena scritti e disegnati.

Nella sua essenzialità il taccuino di Villard è una pietra miliare, perché riesce a sintetizzare tutte le peculiarità della nuova figura dell’ingegnere costruttore di cattedrali.

I disegni e le didascalie del taccuino trattano di tecniche architettoniche in uso nei cantieri gotici, riproducono le piante della torre di Laon, delle chiese di Cambrai, Vaucelles, Meaux, l'elevazione interna delle cappelle absidali della cattedrale di Reims, motivi decorativi, soggetti sacri e profani, nonché schemi geometrici per la rappresentazione della figura umana e degli animali. 

La precisione degli schemi, la qualità degli schizzi, la perfetta corrispondenza delle piante sono straordinarie. 

Il taccuino di Villard de Honnecourt rappresenta la migliore fonte grazie alla quale siamo a conoscenza dello schema proporzionale della figura umana secondo il metodo gotico, che si offre quale alternativa al precedente schema vitruviano. 

Il Livre de portraiture, oltre a rappresentare il primo esempio di trattato di ingegneria, è l'interessante testimonianza della complessa figura dell'architetto gotico, della sua esperienza e abilità nel fornire ricette di intonaci, cementi, malte, accorgimenti sulla tecnica del taglio della pietra, schemi di figure racchiuse in reticoli geometrici per facilitare la riproduzione sulla pietra e sul muro fino all'estrosa invenzione di macchine (da guerra o per sollevare pesi), e di un orologio solare.

La catapulta (o trabucco)

I contrafforti della cattedrale di Reims

Fonti:

https://it.wikipedia.org/wiki/Villard_de_Honnecourt

https://aloisioandrea4.blogspot.com/2013/05/il-taccuino-di-villard-de-honnecourt.html

http://www.treccani.it/enciclopedia/villard-de-honnecourt_%28Enciclopedia-dell%27-Arte-Medievale%29/