Engenheiros testam o projeto da ponte de Leonardo da Vinci

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Em 1502 DC, o sultão Bayezid II enviou o equivalente renascentista a uma RFP (solicitação de propostas) do governo, buscando um projeto para uma ponte para conectar Istambul com sua cidade vizinha, Galata. Leonardo da Vinci, já um artista e inventor conhecido, criou um novo desenho de ponte que descreveu numa carta ao Sultão e esboçou num pequeno desenho no seu caderno.

Ele não conseguiu o emprego. Mas 500 anos após a sua morte, o projeto daquela que teria sido a ponte mais longa do mundo da sua época intrigou os investigadores do MIT, que se perguntaram até que ponto o conceito de Leonardo era pensado e se realmente teria funcionado.

Alerta de spoiler: Leonardo sabia o que estava fazendo.

Para estudar a questão, a recém-graduada Karly Bast MEng '19, trabalhando com o professor de arquitetura e de engenharia civil e ambiental John Ochsendorf e a estudante de graduação Michelle Xie, abordou o problema analisando os documentos disponíveis, os possíveis materiais e métodos de construção disponíveis. na época, e as condições geológicas do local proposto, que era um estuário de um rio chamado Corno de Ouro. Por fim, a equipe construiu um modelo em escala detalhado para testar a capacidade da estrutura de resistir e suportar peso, e até mesmo de resistir ao assentamento de suas fundações.

Os resultados do estudo foram apresentados em Barcelona esta semana na conferência da Associação Internacional para Shell e Estruturas Espaciais. Eles também serão apresentados em uma palestra no Draper em Cambridge, Massachusetts, no final deste mês e em um episódio do programa NOVA da PBS, que irá ao ar em 13 de novembro.

Um arco achatado

Na época de Leonardo, a maioria dos suportes de pontes de alvenaria eram feitos na forma de arcos semicirculares convencionais, o que exigiria 10 ou mais pilares ao longo do vão para suportar 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 esboço, mas que cruzaria o amplo vão com um único arco enorme.

A ponte teria cerca de 280 metros de comprimento (embora o próprio Leonardo estivesse usando um sistema de medição diferente, já que o sistema métrico ainda estava a alguns séculos de distância), tornando-a o vão mais longo do mundo naquela época, caso tivesse sido construída. “É incrivelmente ambicioso”, diz Bast. “Era cerca de 10 vezes mais longo do que as pontes típicas da época.”

O projeto também apresentava uma forma incomum de estabilizar o vão contra movimentos laterais – algo que resultou no colapso de muitas pontes ao longo dos séculos. Para combater isso, Leonardo propôs pilares que se abriam para fora em ambos os lados, como um passageiro de metrô em pé ampliando sua postura para se equilibrar em um vagão balançando.

Em seus cadernos e na carta ao Sultão, Leonardo não forneceu detalhes sobre os materiais que seriam utilizados ou o método de construção. Bast e a equipe analisaram os materiais disponíveis na época e concluíram que a ponte só poderia ter sido feita de pedra, pois a madeira ou o tijolo não suportariam as cargas de um vão tão longo. E concluíram que, tal como nas pontes clássicas de alvenaria, como as construídas pelos romanos, a ponte permaneceria sozinha sob a força da gravidade, sem quaisquer fixadores ou argamassa para manter a pedra unida.

Para provar isso, tiveram que construir um modelo e demonstrar a sua estabilidade. Isso exigiu 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 por um projeto com 126 blocos para seu modelo, que foi construído em uma escala de 1 a 500 (tornando-o cerca de 32 polegadas de comprimento). Em seguida, os blocos individuais foram feitos em uma impressora 3D, levando cerca de seis horas para serem produzidos.