Humanidades

Engenheiros colocam a  prova o projeto da ponte de Leonardo da Vinci
A ponte proposta teria sido a mais longa do mundo na anãpoca; nova análise mostra que teria funcionado.
Por David L. Chandler - 14/10/2019

Imagem: Gretchen Ertl
A recente aluna de pós-graduação Karly Bast mostra o modelo em escala de uma ponte projetada por Leonardo da Vinci que ela e seus colegas de trabalho usaram para provar a viabilidade do projeto.

Em 1502 dC, o sultão Bayezid II enviou o equivalente renascentista de uma RFP do governo (pedido de propostas), buscando o projeto de uma ponte para conectar Istambul com sua cidade vizinha, Galata. Leonardo da Vinci, já conhecido artista e inventor, criou um novo projeto de ponte que ele descreveu em uma carta ao sultão e esboa§ou em um pequeno desenho em seu caderno.

Ele não conseguiu o emprego. Mas 500 anos após sua morte, o design do que teria sido o maior período de ponte do mundo intrigou os pesquisadores do MIT, que se perguntavam como seria o conceito de Leonardo e se realmente teria funcionado.

Alerta de spoiler: Leonardo sabia o que estava fazendo.


Para estudar a questão, a recente aluna de pós-graduação Karly Bast MEng '19, trabalhando com o professor de arquitetura e engenharia civil e ambiental John Ochsendorf e a graduada Michelle Xie, abordou o problema analisando os documentos dispona­veis, os possa­veis materiais e manãtodos de construção dispona­veis. na anãpoca, e as condições geola³gicas no local proposto, que era um estua¡rio do rio chamado Chifre Dourado. Por fim, a equipe construiu um modelo em escala detalhado para testar a capacidade da estrutura de suportar e suportar o peso, e atépara suportar o assentamento de suas fundações.

Os resultados do estudo foram apresentados em Barcelona nesta semana na conferaªncia da Associação Internacional de Estruturas Shell e Espaciais. Eles também sera£o apresentados em uma palestra em Draper, em Cambridge, Massachusetts, no final deste maªs, e em um episãodio do programa PBS NOVA, que seráexibido no dia 13 de novembro.

Um arco achatado


Na anãpoca de Leonardo, a maioria dos suportes para pontes de alvenaria era feita na forma de arcos semicirculares convencionais, o que exigiria 10 ou mais pilares ao longo do va£o para sustentar uma ponte tão longa. O conceito de ponte de Leonardo era dramaticamente diferente - um arco achatado que seria alto o suficiente para permitir que um veleiro passasse por baixo com o mastro no lugar, como ilustrado em seu esboa§o, mas que atravessaria a grande extensão com um aºnico arco enorme.

A ponte teria cerca de 280 metros de comprimento (embora o pra³prio Leonardo estivesse usando um sistema de medição diferente, já que o sistema manãtrico ainda estava a alguns séculos de distância), tornando-a a maior extensão do mundo na anãpoca, se tivesse sido construa­da. "a‰ incrivelmente ambicioso", diz Bast. "Foi cerca de 10 vezes mais do que as pontes tipicas da anãpoca."


O projeto também apresentava uma maneira incomum de estabilizar a extensão contra movimentos laterais - algo que resultou no colapso de muitas pontes ao longo dos séculos. Para combater isso, Leonardo propa´s pilares que se estendiam para os lados, como um ciclista de péampliando sua posição para se equilibrar em um carro que balana§ava.

Em seus cadernos e carta ao sultão, Leonardo não forneceu detalhes sobre os materiais que seriam usados ​​ou o manãtodo de construção. Bast e a equipe analisaram os materiais disponí­veis na anãpoca e conclua­ram que a ponte são poderia ser feita de pedra, porque madeira ou tijolo não suportariam as cargas de um período tão longo. E conclua­ram que, como nas pontes de alvenaria cla¡ssicas como as construa­das pelos romanos, a ponte se sustentaria sozinha sob a força da gravidade, sem prendedores ou argamassa para manter a pedra unida.

Para provar isso, eles tiveram que construir um modelo e demonstrar sua estabilidade. Isso exigia descobrir como dividir a forma complexa em blocos individuais que poderiam ser montados na estrutura final. Embora a ponte em escala real fosse composta por milhares de blocos de pedra, eles decidiram um projeto com 126 blocos para o seu modelo, que foi construa­do em uma escala de 1 a 500 (com cerca de 32 polegadas de comprimento). Em seguida, os blocos individuais foram feitos em uma impressora 3D, levando cerca de seis horas por bloco para produzir.

“Demorou, mas a impressão 3D nos permitiu recriar com precisão essa geometria muito complexa”, diz Bast.

Testando a viabilidade do projeto


Esta não éa primeira tentativa de reproduzir o projeto ba¡sico da ponte de Leonardo em forma física. Outros, incluindo uma ponte para pedestres na Noruega, foram inspirados por seu projeto, mas nesse caso materiais modernos - aa§o e concreto - foram utilizados, de modo que a construção não forneceu informações sobre a praticidade da engenharia de Leonardo.

"Nãofoi um teste para ver se o design dele funcionaria com a tecnologia de sua anãpoca", diz Bast. Poranãm, devido a  natureza da alvenaria apoiada na gravidade, o modelo em escala fiel, embora feito de um material diferente, forneceria esse teste.

"Tudo émantido unido apenas por compressão", diz ela. “Quera­amos realmente mostrar que todas as forças estãosendo transferidas dentro da estrutura”, o que éessencial para garantir que a ponte permanea§a sãolida e não tombe.

Assim como na construção real das pontes em arco de alvenaria, as “pedras” eram sustentadas por uma estrutura de andaime enquanto eram montadas, e somente depois que estavam no local éque o andaime podia ser removido para permitir que a estrutura se sustentasse. Chegou a hora de inserir a pea§a final na estrutura, a pedra angular no topo do arco.

“Quando o instalamos, tivemos que compacta¡-lo. Esse foi o momento crítico em que montamos a ponte pela primeira vez. Eu tinha muitas daºvidas ”sobre se tudo funcionaria, lembra Bast. Mas “quando coloquei a chave, pensei: 'isso vai funcionar'. E depois disso, pegamos o andaime e ele se levantou. ”

"a‰ o poder da geometria" que faz o trabalho, diz ela. “Este éum conceito forte. Foi bem pensado. Marque outra vita³ria para Leonardo.

“Esse esboa§o foi apenas a  ma£o livre, algo que ele fez em 50 segundos, ou éalgo que ele realmente sentou e pensou profundamente? a‰ difa­cil saber ”a partir do material hista³rico dispona­vel, diz ela. Mas provar a eficácia do design sugere que Leonardo realmente trabalhou com cuidado e consideração, diz ela. "Ele sabia como o mundo fa­sico funciona."

Aparentemente, ele também entendeu que a regia£o era propensa a terremotos e incorporou caracteri­sticas como as bases espalhadas que proporcionariam estabilidade extra. Para testar a resiliencia da estrutura, Bast e Xie construa­ram a ponte em duas plataformas ma³veis e depois se afastaram uma da outra para simular os movimentos da fundação que poderiam resultar do solo fraco. A ponte mostrou resiliencia ao movimento horizontal, apenas se deformando ligeiramente atéser esticada atéo ponto de colapso completo.

O design pode não ter implicações prática s para os projetistas modernos de pontes, diz Bast, pois os materiais e manãtodos atuais oferecem muito mais opções para projetos mais leves e mais fortes. Mas a prova da viabilidade desse projeto lana§a mais luz sobre quais projetos ambiciosos de construção poderiam ter sido possa­veis usando apenas os materiais e manãtodos do ini­cio da Renascena§a. E mais uma vez ressalta o brilhantismo de um dos inventores mais prola­ficos do mundo.

Tambanãm demonstra, Bast diz, que "vocênão precisa necessariamente de tecnologia sofisticada para ter as melhores ideias".

 

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