SPECIALE - La Biblioteca della Regia Scuola superiore navale di Genova

A questi si aggiunge una ricca collezione di riviste di argomento scientifico-ingegneristico; nel primo decennio del secolo risultano infatti in corso oltre cinquanta abbonamenti a periodici, quasi la metà dei quali pubblicati all’estero. Per consentire l’adempimento dei gravosi impegni di studio che la Scuola impone a docenti e discenti, è previsto un orario di apertura prolungato ed esteso a tutti i giorni della settimana (2). Per tutta la durata dell’anno scolastico l’accesso è infatti consentito dalle 8:00 alle 16:30, dal lunedì al sabato e la domenica dalle 8:00 alle 11:30. La conservazione e la vigilanza della biblioteca sono affidate a un bibliotecario, scelto tra i professori del collegio docenti, il quale opera alle dipendenze del direttore della Scuola.

La consultazione dei libri e dei periodici è riservata agli insegnanti e agli allievi dell’Istituto, ai professori di altre università e, solo dietro presentazione da parte di un membro dell’autorità scolastica, a persone che non rientrino nelle predette categorie. Per ottenere il materiale desiderato, l’utente è tenuto a compilare scrupolosamente un apposito registro. Il prestito — consentito per una durata massima di quindici giorni, passati i quali il ritardatario perde il diritto di accedere al servizio — è riservato esclusivamente a studenti e docenti interni.

Nel 1935, al momento dell’aggregazione all’università (3), la biblioteca conserva oltre 12.000 volumi, patrimonio accumulato in larghissima misura per merito degli sforzi compiuti, tra il 1870 e il 1924, dai responsabili della Scuola superiore navale che, pur in una situazione di penuria di mezzi, sono riusciti a dotare il centro di studi ingegneristico-navali di Genova di un materiale librario di non trascurabile rilievo quantitativo, ma soprattutto di

notevolissimo valore qualitativo, che è tuttora conservato presso la facoltà di Ingegneria. Nel seguito si coglie l’occasione di fornire alcuni cenni a proposito degli albori dell’ingegneria navale, datati intorno al 1700, per avere la possibilità di illustrare testi rarissimi, relativi a quell’epoca storica e tuttora appartenenti alla Biblioteca della Scuola Politecnica dell’Università di Genova, erede della Regia Scuola superiore navale (tutte le figure illustrate sono relative a libri e documenti appartenenti all’attuale biblioteca).

Alla (ri)scoperta dell’evoluzione scientifica attraverso i volumi della biblioteca

Il vero salto scientifico che rende unica la prima metà del Settecento nella storia dell’architettura navale è la comprensione dei principi di equilibrio e stabilità di un corpo galleggiante, che di fatto erano rimasti immutati dai tempi di Archimede. Non si può arrivare a formulare una teoria scientifica sulla galleggiabilità e stabilità delle navi senza iniziare dai due passi che avvengono in sequenza a fine Seicento: i calcoli sulla carena, fatti con la capacità dell’epoca di computarne i volumi e il calcolo del dislocamento e del centro di gravità della nave. Esistono vari affondamenti clamorosi per cause dovute a una carenza di stabilità non individuata in fase di progetto, fra cui si ricordano i più celebri: il Mary Rose, affondato nel 1554 sotto gli occhi di Enrico VIII e della sua corte con oltre 500 uomini a bordo, il vascello Wasa, nel 1862, affondato al momento del varo, la HMS (4) Captain, affondata in prossimità del Frontespizio della prima edizione del volume De la Mâture des Vaisseaux, Parigi, 1727 (g.c. Biblioteca Regia Scuola superiore navale di Genova). canale della Manica nel 1870. Fra i lavori per lo studio della stabilità risultano particolarmente significative le opere teoriche di autori francesi, fra cui Hocquard (5) e Bouguer (6), insieme all’approccio pratico da costruttore dell’architetto francese Blaise Olivier (7) che nel 1729 ricevette l’ordine di costruire una fregata da 64 cannoni, il Fleuron, ove volle applicare fin da subito una dettagliata registrazione e misurazione dei pesi imbarcati. Questa metodica consentiva, per la prima volta, una stima realistica del peso totale prima del varo, che poteva anche essere tabulata con sistemi che furono perfezionati fin verso la metà del secolo. I risultati ottenuti da Olivier portarono inoltre a una standardizzazione di molti componenti e materiali in fase progettuale, conseguendo quella

che era stata nel secolo precedente l’aspirazione mai realizzata di Jean-Baptiste Colbert (8).

I passi che successivamente avvennero tra il XVIII e parte del XIX secolo furono molti, fra cui ricordiamo l’affinamento del calcolo di superfici e volumi, dove entrarono in gioco i nuovi metodi di integrazione, soprattutto per il calcolo del baricentro e del centro di carena; quelli di Simpson (9) e di Bezout (10); questi nuovi metodi di calcolo si aggiungono a strumenti fondamentali per il calcolo delle caratteristiche della nave come i teoremi di Varignon (11) sui momenti statici e di Huygens (12) sui momenti d’inerzia. Per il calcolo del metacentro, i due nomi fondamentali sono quelli di Bouguer ed Eulero (13); per i calcoli di stabilità a qualunque inclinazione, il problema troverà una formulazione matematica esauriente con l’inglese Attwood (14), mentre la stabilità dinamica sarà ben definita solo verso la metà del XIX secolo e a essa è legato il nome di Moseley (15). Erano passati quasi 2.000 anni da quando Archimede di Siracusa nel III secolo a.C. aveva scritto Sui corpi galleggianti, enunciando qui il suo principio fondatore dell’idrostatica, ma poco era successo nella comprensione ulteriore degli equilibri di un corpo solido in un liquido fino a fine Seicento, sia grazie allo strumento del calcolo infinitesimale, sia a una nuova diffusione dell’opera archimedea, superando un’antica questione aristotelica che vedeva nel peso relativo e nella forma di un corpo le sole motivazioni del suo galleggiamento. Una delle ragioni del ritardo nella riscoperta è tuttavia anche storica, se si pensa che solo nel 1269 la sua opera fu tradotta dal greco in latino dal monaco domenicano olandese Willem van Moerbeke (16). Nel modello e nel calcolo di Archimede sono già presenti le concentrazioni dei pesi in un unico centro di gravità e della spinta in un unico centro di carena: tali forze generano la coppia raddrizzante, operante secondo i suoi principi sulle leve.

Infatti, nel libro I Sui corpi galleggianti (17), Archimede, continua asserendo che, con il corpo che galleggia in equilibrio, il baricentro e il centro di spinta (cioè il baricentro della porzione immersa) si trovano sulla stessa verticale fino a che il corpo non viene sollecitato a inclinarsi (si considera un piccolo angolo): in questo caso il baricentro rimane nella posizione originale, al contrario del centro di spinta che si sposta lateralmente, generando la nota coppia che tende a riportare il corpo nella posizione originale; avendo studiato anche i solidi di rivoluzione, egli può calcolare esattamente la posizione dei due centri per una calotta sferica. Nel libro II, Archimede va oltre ed estende i suoi ragionamenti anche al paraboloide di rotazione derivato dal cono retto, impostandone le condizioni di equilibrio in funzione del livello di immersione, dello sbandamento e dell’ampiezza del paraboloide, anticipando quelle misure che oggi troviamo nelle curve di stabilità di uno scafo (18). Di questo solido, nel Metodo sui teoremi meccanici, Archimede aveva già precedentemente calcolato la posizione del baricentro, che è a 2/3 dell’altezza sull’asse di simmetria. Da qui riparte nel 1608 l’ingegnere militare olandese Simon Stevin (19) che vuole risolvere il problema per calcolare la lunghezza di una passerella d’assalto da una nave a una fortezza costiera. Nei suoi calcoli egli poneva già il centro di spinta e di gravità sullo stesso asse verticale, ma sbagliava nel porre quest’ultimo sotto il primo (senza motivazioni). Il problema della stabilità, dopo essere stato trattato in modo incompleto se non errato da altri autori – Huygens, Parent (20), Hoste (21), Camus (22) – ancora per molto tempo, giunge a soluzione solo negli anni Venti del Settecento, grazie ai due autori già citati che se ne possono considerare i fondatori: Pierre Bouguer in primis ed Eulero, anche se per vie in parte diverse. Bouguer, nel suo De la Mâture des Vaisseaux (23) del 1727, corregge anzitutto Hoste che circa trent’anni prima, aveva commesso alcuni errori. Bouguer, citando Archimede, nel suo approccio, individua invece correttamente il problema e il vantaggio nell’aumento del braccio del momento raddrizzante che

Frontespizio della prima traduzione italiana

dell’opera di Bouguer, Trattato della nave della sua costruzione e de’ suoi movimenti,

Venezia 1777 (g.c. Biblioteca Regia Scuola superiore navale di Genova).

si viene a creare tra le due forze in gioco applicate, i «B» e «G». Bouguer, inoltre, insieme ad altri «navalisti» fra cui Olivier e Coulombe (24), godeva della fiducia dell’allora ministro della Marina di Luigi XV Re di Francia (i.e. J.F. Phelypeux, Conte di Maurepas) (25), il quale si rivelò di fondamentale aiuto per gli accessi alle accademie e per i finanziamenti nelle ricerche. Bouguer contribuì inoltre a fornire indicazioni pratiche sulla stabilità iniziale a nave trasversalmente diritta e consigliando che la nave abbia murate diritte o svasate. Non si tratta sempre di indicazioni nuove per i costruttori, ma sono tutte finalmente comprovate da una base scientifica.

Bouguer ed Eulero, rispettivamente nel 1746 e nel 1749, dopo molti anni di incubazione pubblicarono separatamente le loro teorie sulla stabilità delle navi; tali anni possono essere considerati le date fondative dell’architettura navale moderna, dopo secoli di pratica con poca teoria dai tempi di Archimede, e un avvicinamento progressivo a partire dalla fine del Seicento. È interessante notare che nonostante in soli tre anni si fosse raggiunto un risultato storico per l’architettura navale dopo circa 2.000 anni di stasi, questo non provocò alcun clamore nell’ambiente marittimo d’Europa, verosimilmente perché subito non ne fu apprezzata la portata, almeno fino al tardo Settecento. Eulero, pubblicò la sua opera prima in latino quando questo non era quasi più la lingua della scienza e solo nel 1773 in francese; i contenuti matematici in esso racchiusi non erano riportati in modo applicativo all’architettura navale e quindi completamente estranei al modus operandi dei costruttori navali dell’epoca.

Gli scritti in francese di Bouguer (Figura 4), studioso

ben più vicino alla Marina rispetto a Eulero, quale insegnante di idrografia, risultarono invece più accessibili in campo navale, cui erano di fatto indirizzati, fornendo esempi di calcolo sia sulle quantità fisiche usate sia sul nuovo concetto di metacentro, espresso con una semplice misura lineare; il vantaggio di estendere l’insegnamento all’Ecole des Ingénieurs-Constructeurs de sa Majesté le Roi de France (26) certamente giovò alla diffusione della sua opera fra i tecnici del mestiere. Calcoli e prove di stabilità divennero alla base di ogni progetto e costruzione molto prima che presso le altre potenze navali europee. Il processo evolutivo è l’effetto, anche in questo campo dell’incontro della matematica della «meccaFrontespizio dell’opera di Eulero, Scientia Navalis Petropoli (San Pietroburgo) 1749, nica» tipica del primo Seicento, con la matematica della «natura», che si avvia alla fine del Settecento, il (g.c. Bibliothèque nationale de France). cui archetipo è rappresentato dalla legge di gravitazione universale di Newton. Tutto questo non sarebbe stato possibile senza l’intermediazione del potente strumento della neonata analisi matematica (teoria del calcolo infinitesimale, incompleta fino a inizio Settecento e non diffusasi fino al 1720 circa), che riesce a decifrare in buona misura, questi fenomeni come funzioni del tempo. I contributi di Archimede prima e Bouguer ed Eulero dopo, reggono ancora oggi le ormai solide fondamenta dell’ars navalis, fornendo il supporto teorico per i vari studi e trattati successivi. Arrivando quindi ai giorni nostri, nel 2010 nasce il Progetto DUILIOship con l’obiettivo di rendere accessibile il patrimonio della biblioteca della Regia Scuola superiore navale, riconosciuto come significativo per la cultura navale italiana. Una convenzione

Frontespizio dell’opera di Bouguer,

Nouveau Traitè de Navigation contenant la Thèorie et la Pratique du Pilotage, Parigi 1781 (g.c. Biblioteca Regia

scuola superiore navale di Genova).

Frontespizio dell’opera dell’architetto navale inglese Marmaduke Stalkartt

(1750-1805), Naval architecture or The rudiments and rules of ship building: exemplified in a series of draughts and plans: with observations sending to the further improvement of that important art, 1781.

È considerato uno dei primi trattati inglesi di architettura navale stampato in epoca illuminista, dopo la via indicata dalle scoperte di Bouguer ed Eulero (g.c. Biblioteca Regia Scuola superiore navale di Genova).

tra la Biblioteca di ingegneria e il ministero per i Beni e le attività culturali ha consentito la digitalizzazione del materiale della Scuola.

Al sito duilioship.unige.it si possono trovare informazioni e documentazione digitale, ben più ampia rispetto alle poche note sopra accennate, per quello che riguarda: — il fondo librario, comprensivo appunto di una ricca collezione di libri antichi, tra cui alcune cinquecentine, testi scientifici e umanistici, atlanti, materiale didatticostorico, periodici storici; — strumenti di misura e di calcolo, molti dei quali corredati da manuali per l’uso; — raccolte di tavole progettuali; — modelli di navi e di parti strutturali, realizzati a fini didattici.

Grazie a questa iniziativa si è potuto trasformare in una nuova forma il patrimonio del passato, mettendolo a disposizione del futuro. 8

NOTE

(1) Per la dotazione di libri e periodici della biblioteca v. RSSN, Rcd, aa.aa. dal 1906 al 1924. (2) Per la regolamentazione delle attività della biblioteca v. RSSN, Statuto organico e regolamento cit., pp. 77-82. (3) AUG, IV H18, Biblioteca della facoltà di Ingegneria. (4) HMS (His Majesty’s Ship) trad. Nave di Sua Maestà. (5) Jean Hyacinthe Hocquard: (1649-1723): consigliere del Re, e collaboratore di Colbert, intendente generale della Marina del Re di Francia. (6) Pierre Bouguer: (1698-1758) è stato un matematico, geofisico e geodeta francese. Egli è anche conosciuto come «il padre dell’architettura navale». (7) Blaise Olivier (1701-46): per una sua breve biografia si veda, Fred M. Walker,Ships and Shipbuilders: Pioneers of Design and Construction, 2010. Barnsley, Seaforth, Publishing, 2010. (8) Jean-Baptiste Colbert: (1619-83) politico ed economista francese; sotto Luigi XIV fu controllore generale delle finanze, primo ministro e ministro della Marina dal 1669 al 1683. (9) Thomas Simpson: (1710-61) è stato un matematico britannico. (10) Étienne Bézout: (1730-83) è stato un matematico francese. (11) Pierre Varignon: (1654-1722) è stato un matematico e presbitero francese. (12) Christiaan Huygens: (1629-95) è stato un matematico, astronomo e fisico olandese, fra i protagonisti della rivoluzione scientifica. (13) Leonhard Euler: noto in Italia come Eulero (1707-83) è stato un matematico e fisico svizzero. È considerato il più importante matematico del Settecento, e uno dei massimi della storia. (14) Si veda: Attwood E.L., Theoretical Naval Architecture, Londra, Longmans, Green and Co. 1899. (15) Henry Moseley: (1801-72) ecclesiastico, matematico e scienziato inglese. Le formule pubblicate da Moseley divennero standard per i calcoli della stabilità dinamica delle navi da guerra. Questo lavoro è apparso per la prima volta in un libro di memorie intitolato On the Dynamical Stability and on the Oscillations of Floating Bodies, stampato dalla Royal Society, e pubblicato in Philosophical Transactions nel 1850. (16) Willem van Moerbeke: (1215-86 circa), è stato un religioso e traduttore fiammingo. Fra i suoi lavori, tradusse anche numerose opere di Archimede allora disponibili e opere di medicina. Si veda Paipetis, S.A. & Ceccarelli, M. The Genius of Archimedes: 23 Centuries of Influence on Mathematics, Science and Engineering. 2010. (17) Sui corpi galleggianti (in greco antico: Περὶ τῶν ἐπιπλεόντων σωμάτων), è un’opera in due libri scritta da Archimede di Siracusa (287 a.C-212 a.C. circa), uno dei più importanti matematici, fisici e ingegneri dell’antichità. Il trattato, che si crede sia stato redatto attorno al 250 a.C., ci è giunto solo parzialmente in greco, il resto in traduzioni in latino medievale dal greco. Esso è la prima opera conosciuta sull’idrostatica, della quale Archimede è considerato il fondatore. (18) Riporta il testo: «dato un segmento retto di un paraboloide il cui asse a sia maggiore di 3/4p, e il cui peso specifico sia inferiore a quello di un fluido, ma abbia rispetto a esso un rapporto non inferiore a (a-3/4p)2:a2, se il segmento del paraboloide viene immerso nel fluido con l’asse inclinato secondo qualsiasi inclinazione rispetto alla verticale, ma in modo che la base tocchi la superficie del fluido, non resterà in quella posizione ma ritornerà nella posizione in cui l’asse è verticale» (II,4). Questi studi avevano comunque un risvolto pratico, essendo alla base della progettazione degli scafi di navi. (19) Simon Stevin: noto anche come Simone di Bruges o latinizzato Simone Stevino (1548-1620), è stato un ingegnere, fisico e matematico fiammingo. (20) Antoine Parent: (1666-1716) matematico francese, nel 1700 scrisse sulla geometria analitica in tre dimensioni. Le sue opere furono raccolte e pubblicate in tre volumi a Parigi nel 1713. (21) Paul Hoste: (1652-1700) sacerdote gesuita e teorico di tattica navale, produsse il primo grande lavoro sulla tattica navale intitolato L’Art des Armées Navales ou Traité des Évolutions Navales, Tolone 1697. (22) Charles Étienne Louis Camus: (1699-1768), matematico e astronomo francese. (23) Pierre Bouguer, De la Nature des Vaisseaux, Parigi, Chez Claude Jombert, 1727 (Biblioteca Regia Scuola superiore navale di Genova). (24) François Coulomb: detto «il Giovane» (1691-1751) architetto navale francese (ingegnere-costruttore), figlio di François Coulomb il Vecchio. Durante la sua carriera, progettò 18 navi per la Marina francese e supervisionò la costruzione della maggior parte di esse. (25) Jean-Frédéric Phélypeaux, conte di Maurepas (Versailles, 9 luglio 1701-Versailles, 21 novembre 1781), politico francese, nominato nel 1723 ministro della Marina di Luigi XV. (26) Henri Louis Duhamel du Monceau: (1700-1782); medico, ingegnere navale e botanico francese. Nominato ispettore generale della Marina nel 1739, condusse studi scientifici sulla costruzione navale, la conservazione del legno. Nel 1741 è uno dei co-fondatori della École navale, che nel 1765 diventerà l’Ecole des Ingénieurs-Constructeurs, istituzione annoverata come la precorritrice della moderna Ecole du Génie Maritime. Duhamel venne anche coinvolto nella fondazione della Académie de Marine de Brest, il 31 luglio 1752.