La moderna scienza della tribologia è nata dagli esperimenti di Leonardo da Vinci sull’attrito

Tomasz Liskiewicz responsabile del dipartimento d’ingegneria della Manchester Metropolitan University, ha scritto sul contributo di Leonardo da Vinci a questo campo scientifico.
«Sono impegnato nello studio dell’attrito, la forza che resiste al moto relativo tra le superfici. Ciò che molte persone potrebbero non conoscere è che il primo studio sistematico dell’attrito è stato fatto da Leonardo da Vinci.
L’attrito è importante per la nostra esistenza quotidiana ed è presente intorno a noi: lavarsi i denti il mattino, guidare una macchina e fare affidamento su una buona aderenza degli pneumatici, o guardare la meccanica di un orologio con la certezza che tutte le parti in miniatura funzionino correttamente per mostrarci l’ora esatta.
Lo studio dell’attrito come campo della scienza, fa parte della tribologia, un tempo definito “La materia più importante di cui nessuno ha mai sentito parlare“.
La tribologia è la scienza che studia l’attrito, la lubrificazione e l’usura, in altre parole tutti i problemi che possono presentarsi nel moto relativo tra superfici interagenti sottoposte a carico. La parola tribologia deriva dal greco ed è composta da tribos (in greco significa attrito) e logos (in greco significa studio o scienza), quindi letteralmente “la scienza dell’attrito”.
La parola ha poco più di 50 anni, è stata coniata da Peter Jost, un ingegnere meccanico inglese considerato il fondatore della disciplina. Il governo del Regno Unito ha commissionato uno studio per valutare l’incidenza dell’attrito, usura e corrosione sull’economia del paese; nel 1966 il costo è stato stimato all’1,1% – 1,4% del PIL nazionale, di conseguenza, il Regno Unito ha istituito diversi centri nazionali per affrontare i problemi associati all’attrito.

I primi lavori
Leonardo da Vinci capì perfettamente che l’attrito era un fattore limitante nella progettazione delle sue rivoluzionarie macchine. Lavorò sull’argomento per più di 20 anni (come testimoniano i suoi appunti e bozzetti splendidamente illustrati), differenziando tra attrito volvente e scorrevole, osservò che in superficie la rugosità ha un effetto sulla facilità di spostare materiali di ogni tipo.
I suoi esperimenti tribologici non erano dettati dalla sua curiosità, probabilmente dalla sua natura pragmatica, poiché aveva bisogno di soluzioni meccaniche affidabili per la progettazione dei suoi componenti. Nei suoi taccuini sono state trovate indicazioni sullo studio dell’attrito di semplici blocchi, ma anche di filettature, ruote e assi.
Leonardo da Vinci fu il primo a registrare le leggi dell’attrito, riuscì a farlo progettando esperimenti con corde, pulegge e pesi. Oggi esperimenti basati sugli stessi principi sono effettuati su moderni tester d’attrito chiamato tribometro (alcuni di questi tester permettono di misurare le forze d’attrito su scala ridotta, a causa della loro complessità e della ricercata natura dell’elettronica di misura, potrebbero costare ben oltre 233.000 euro).
Leonardo da Vinci non ha mai pubblicato le sue scoperte sull’attrito, non ha mai goduto di credito per le sue scoperte visionarie. Furono rese note solo nel 1979, quando fu pubblicato il libro seminale sulla Storia della tribologia, e furono svelati i suoi ormai famosi schizzi tribologici.

Applicazioni moderne
Oggi, i tribologi di tutto il mondo si basano sulle fondamenta poste da Leonardo da Vinci. Studi moderni confermano l’importanza dello sviluppo urgente di superfici a basso attrito per controllare il consumo energetico, la spesa economica e le emissioni su scala globale.
La comprensione delle basi dell’attrito è fondamentale per la progettazione di veicoli elettrici affidabili ed efficienti, turbine eoliche e impianti medici come le protesi d’anca.
Ho trascorso la mia carriera progettando, testando e caratterizzando le superfici applicando rivestimenti funzionali, un campo chiamato “Ingegneria della superficie”. Il mio lavoro prevede l’utilizzo di vari tribometri, trovo molto utile riflettere sui miei esperimenti e metterli in relazione con i primi studi di Leonardo da Vinci.
I tripologi cinque secoli dopo la morte di Leonardo da Vinci e 50 anni dopo che la parola tribologia è stata coniata, stanno esplorando un panorama più ampio delle tecnologie digitali per progettare superfici sempre più funzionali in grado di rilevare, corrispondere e collegare».

Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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