Hay personas que, aun fallecidas, siempre permanecerán vivas, cual "inmortales", gracias a la aportación del trabajo que han realizado. Leonardo da Vinci (1452-1519) es sin duda uno de ellas.

No produciremos ninguna sorpresa al afirmar que se trataba de un hombre polifacético; sus admirables obras de pintura, arquitectura, anatomía, etc. son sobradamente conocidas. Sin embargo, no vamos a detenernos en tales aspectos, sino en otro al que se le ha prestado mucha menos atención. Y es que Leonardo fue además un destacado ingeniero, autor de admirables obras de ingeniería. El Colegio Superior de Ingenieros de Bilbao, al conmemorar el centenario de su fundación, publicó el libro Leonardo da Vinci, ingeniaria / el ingeniero, Fundación Escuela de Ingenieros de Bilbao, 1997, Bilbao, elaborado por varios profesores y editado en bilingüe, donde se examinan varios de los mecanismos diseñados por Leonardo, en especial los relativos a los Códices Madrid-I y Madrid-II. En este breve artículo estudiaremos uno de los mecanismos que constan en el libro, el engranaje de tornillo sinfín, que dada su relevancia bien merece un análisis monográfico.

El engranaje de tornillo sinfín Códice Madrid-I, pág. 17 (posterior)

Leonardo creó numerosos sistemas de atornillado, pero puede que el más imaginativo y avanzado para su época fuera el del engranaje de tornillo sinfín que se muestra en la imagen. Según los libros sobre la tecnología, el autor de este tipo de engranaje fue un relojero inglés de finales del siglo XVIII llamado Henry Hindley; sin embargo, atendiendo a la imagen y a los comentarios de Leonardo, convendría revisar la fecha en cuestión y atribuirle la autoría. Es muy posible que el inventor del tornillo moderno no tuviera conocimiento alguno de su predecesor, pero este argumento no basta para justificar el hecho de que se le deniegue la paternidad. En la siguiente imagen se reproduce un engranaje moderno de un tornillo sinfín actual, para poder observar la diferencia entre ambos.

El engranaje moderno de tornillo sinfín

El engranaje de tornillo sinfín es un mecanismo sumamente interesante y de gran utilidad, muy empleado por los fabricantes de distintos tipos de máquinas. Entre sus ventajas destacan la gran relación transmisora (el eje de la rueda circular gira mucho más despacio que el eje del tornillo), y el reducido espacio que ocupa en comparación con otros procedimientos de reducción. Por otra parte, el funcionamiento del sistema es irreversible, ya que el tornillo no puede ser girado por el movimiento de la rueda, lo cual aporta importantes ventajas desde la perspectiva de la seguridad en su funcionamiento, ya que en el supuesto de que el motor que hace girar el tornillo se detuviera, la carga aplicada a la rueda impide que el mecanismo resbale. En el caso de la imagen de Leonardo, donde el movimiento del tornillo se origina por una manivela propulsada a mano, por mucho que la misma se suelte la carga no se precipita. El procedimiento es además muy efectivo para facilitar el movimiento en la dirección perpendicular de la salida del sistema del motor.

Tal como se deduce de la imagen, Leonardo no especificó la forma del perfil de los dientes de la rueda, ni tan siquiera la del propio tornillo, cuando, como bien sabemos, tales formas condicionan enteramente el correcto funcionamiento de este mecanismo. El uso de dientes similares a los que él propone (es decir, de los salientes vacíos de la rueda de un perfil no lo suficientemente examinado) crea innumerables problemas que en ocasiones imposibilitan el propio funcionamiento; en todo caso, no podría aplicarse a las máquinas modernas. Sin embargo, Leonardo se percató de que el tornillo tenía que revestir la forma de viraje hiperboloide con un diente de forma de hélice encima. Conviene además señalar que su idea estaba destinada a tener fáciles aplicaciones, a levantar con la mano pesadas cargas gracias a mecanismos construidos artesanalmente. Obviamente, no se trataba de obtener el máximo rendimiento y alcanzar la mayor velocidad posible, de modo que cualquier buen artesano podía construir y preparar mecanismos como los aquí expuestos.

Mecanismos previos a los engranajes de tornillo sinfín
Códice Madrid-I, pág. 17 (posterior)	Códice Atlántico, pág. 6 (posterior)

Las últimas imágenes, correspondientes a otros dos diseños que aparecen en el Códice de Madrid y en el Códice Atlántico, reflejan mecanismos al parecer corrientes en aquella época y cuyo sistema, además de bastante complejo, sospechamos que era más bien escaso. El mecanismo dibujado por Leonardo, que tan bien conocía, es reversible; por tanto, con el fin de garantizar la retención del mecanismo ante la rotura de un diente de la rueda o al soltarse la manivela, es necesario acoplar un elemento complementario del tipo de una carraca, tal como se indica en la imagen. Y es que Leonardo agregó el siguiente comentario: "Cuando prepare un tornillo que engrana un solo diente de la rueda, ha de insertar una carraca en el aro, para así impedir que en el caso de rotura del diente la rueda dentada retroceda". De todos modos, parece que la imagen de la izquierda no está bien realizada para que la rueda funcione (la manivela debería estar de una forma radial), y que el diseño correcto es el de la derecha, donde el tornillo se encuentra de forma radial respecto a la rueda. Tal como se puede observar, en el caso del engranaje de tornillo sinfín algunos dientes de la rueda engranan simultáneamente con los dientes del tornillo. Por otra parte, para que el elemento de bloqueo, que debe asegurar la presión contra el borde de la rueda, aboque correctamente, la parte exterior de la misma ha de estar provista de unos salientes en forma de dientes de sierra como los que se muestran.