Leonardo da Vinci e le chiuse sui Navigli

The Lock of the "Incoronata" in Milan © wordpress

I vantaggi economici derivanti dalla possibilità di sfruttare i trasporti su acqua alimentarono, fin dal Medioevo, l’interesse di Milano nel realizzare una rete di canali che consentisse alla città di supplire alla mancanza di un corso d’acqua naturale. Una rete capace di collegare la città con i fiumi situati ad ovest e ad est (il Ticino e l’Adda).

chiuse 1The Locks of Leonardo da Vinci in the Milan of old times © dr

Nel 1457 Francesco Sforza affidò a Bertola da Novate la costruzione del Naviglio della Martesana. Nei trentacinque anni che seguirono, furono costruiti ben 90 chilometri di canali, resi navigabili grazie alla presenza di 25 chiuse. In effetti, con il sistema delle chiuse si ovviò al problema del dislivello dei terreni e si rese così possibile la navigazione.

Lungo il loro corso, i Navigli presentavano diversi dislivelli creati dalla morfologia del terreno e quindi del fondo. Le chiuse di navigazione, o conche, facevano il lavoro di ascensore per le imbarcazioni, permettendo loro di salire o scendere il “gradino” che si creava a causa del salto d’acqua, e funzionavano sfruttando la forza dell’acqua.

Il meccanismo di una chiusa è composto da diversi elementi. La vasca di riempimento, costituita da due sbarramenti che la delimitano e che consentono di far salire e scendere il livello dell’acqua e quindi l’imbarcazione al suo interno. C’è poi Il mandracchio (i muri che la delimitano a monte e a valle e che consentono alle imbarcazioni all’interno della conca di accostare) e, infine, una più piccola vasca detta scolmatore, necessaria per le operazioni di riempimento e svuotamento dell’invaso e per consentire l’apporto di acqua necessaria al canale durante le operazioni per far salire l’acqua dal livello a valle a quello a monte, e il successivo svuotamento. Le dimensioni delle conche variano in funzione del dislivello da superare e dalla lunghezza e larghezza delle imbarcazioni che le utilizzano.

chiuse 1The locks of Porto d'Adda (50km from Milan) © wordpress

Nel 1482, il Duca Ludovico Maria Sforza invita a Milano Leonardo da Vinci per affidargli alcuni importanti lavori. Esperto e appassionato di ingegneria idraulica, Leonardo affronta il problema della navigazione sui Navigli. Il suo apporto è fondamentale, perché inventa un sistema di chiuse rivoluzionario. Invece di salire e scendere a saracinesca, come erano state inizialmente costruite a metà del ’400, le chiuse Vinciane si aprono invece come un cancello con due battenti, che in chiusura si incastrano a 45°. In questo modo oppongono alla forza della corrente un cuneo che scarica le enormi forze in gioco sulle sponde del canale, proprio come fa la prua di una nave. 

chiuse 1The Lock of the "Conchetta" on the Pavese Canal © laputa.it

Per risolvere il problema riguardante l’apertura del flusso d’acqua necessario a fare rialzare il livello all’interno dell’invaso, Leonardo applicò la tecnologia delle “valvole a farfalla”. Aprì sui battenti due finestre rettangolari con portelloni incardinati al centro che compensano la spinta dell’acqua a destra e a sinistra del perno. Anche sotto enormi pressioni, i battenti diventano come una bilancia che ha lo stesso peso su entrambi i piatti. Per aprirle, facendole ruotare con una vite senza fine, è sufficiente la forza di un solo uomo. Le valvole a farfalla furono applicate sia a monte, dove sono dette luci di carico, sia a valle, dove sono dette luci di scarico. Si tratta di un sistema in equilibrio statico, ed è impressionante vederne i disegni assolutamente realistici presenti sul Codice Atlantico conservato alla Biblioteca Ambrosiana di Milano. In occasione dell’Expo sono state restaurate le porte di legno e il sistema delle chiuse descritto da Leonardo da Vinci nel Codice Atlantico.

chiuse 1Restoration of the Lock of the "Incoronata". Milan, Via San Marco © dr

Nel 1805 Napoleone Bonaparte completò la costruzione del sistema di canali, realizzando il sogno dei Milanesi di sopperire allo svantaggio di essere privi di un fiume navigabile. Il sistema comprendeva il Naviglio Grande, il Bereguardo, il Naviglio della Martesana, il Naviglio di Paderno, quello di Pavese, e la Darsena. Finalmente il mare Adriatico si poteva raggiungere tramite il Naviglio di Pavese e il Po, il lago Maggiore tramite il Naviglio Grande e il Ticino, il lago di Como tramite il Naviglio della Martesana e l’Adda.

chiuse 1The Lock of the "Conchetta" on the Pavese Canal © Luigi Petrazzoli

Col passare del tempo, però, con l’espansione urbanistica e l’arrivo dei mezzi motorizzati di trasporto, venne meno la navigazione sui canali. E buona parte dei Navigli milanesi con le loro portentose chiuse caddero nell’abbandono. Le acque furono utilizzate dalle industrie che finirono per inquinarle con i loro residui di fabbricazione. Inoltre, la mancanza di una rete fognaria efficiente fece dei Navigli il luogo in cui immettere più facilmente tutti gli scarichi di ogni genere, privati e pubblici. Sorse così la necessità di coprire e interrare quelle vie d’acqua, anche per favorire le crescenti esigenze del traffico automobilistico.

Molti Navigli di un tempo sono oggi sottoterra e invisibili, ma quando piove abbondantemente, l’acqua fuoriesce dai tombini. E Milano si allaga.

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In Milan a system of canals (the Navigli) was constructed, connecting to rivers to the east and west and permitting the city to reap the resulting economic rewards in a city deprived of a natural waterway.

In 1457 Francesco Sforza appointed Bertola da Novate to oversee the construction of the first Naviglio della Martisana, the first of the city’s canals. In the 35 years that followed, more than 90 kilometres of canals were built and rendered navigable by a series of 25 locks.

The Navigli appear on several levels, reflecting the topography of the area. The locks worked like elevators, using water pressure to lift boats up or down the “steps”.

A lock comprises several elements. First there is the basin, formed by two defining gates, allowing the water level - and thus a vessel inside the basin – to be raised or lowered. Then there are the canal walls that also serve as docks. Finally there is the small basin that is used either to fill or empty the larger one, depending on whether the boat has to be raised or lowered. The dimensions of the basins vary depending on the difference in level to be overcome and according to the length and width of the vessels to be accommodated.

chiuse 1The Locks of Leonardo da Vinci in Milan © dr

In 1482, Duke Ludovico Maria Sforza invited Leonardo da Vinci to Milan. Fascinated by hydraulic engineering, Leonardo set himself to resolving the navigational challenges of the Navigli. His intervention seems minor, but it was fundamental. Instead of relying on gates that were drawn up, he created a system with gates that opened like double doors, which when fully closed meet and lock at a 45° angle. This means that the closed gates act like the prow of a ship, displacing the tremendous force of the water and rendering them much more durable and resistant.

To resolve the problems associated with the openings through which the fill water flowed, Leonardo used butterfly valves. Into the gates he cut two rectangular holes, both closed by a single large door hinged at the centre that spun open to allow the water to pass. The function was the same for both filling and emptying. Leonardo’s designs for this incredible system are contained in his Codice Atlantico, which is kept at the Ambrosian Library of Milan.

chiuse 1Drawing of the Lock of “Incoronata” in Milan by Leonardo di Vinci (mechanism for opening and closing the hatches by inserting a small latch door, operated from above) © dr

In 1805 by Napoleon Bonaparte commissioned the completion of the network, which then counted the Grande, the Bereguardo, the Martesana, the Paderno, the Pavese, and the Darsena canals. The Martesana led to Lake Como via the Adda river, the Grande to Lake Maggiore via the Ticino river, and the Pavese canal connected to the Po river, finally giving Milan a direct water-route to the Adriatic Sea.

As time passed, however, urban expansion and motorised transport supplanted navigation of the canals, which slowly fell into disrepair. The water was increasingly polluted by industry and, for lack of an effective sewage system, was used as a convenient rubbish dump by all and sundry. Eventually most of the canals were filled in, leaving room for the growing demands of automobile traffic.

Many of the Navigli of days gone by are underground now, but during heavy rains the water rises up through the manholes to flood the city.

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