venerdì 12 giugno 2015

L’Art de jetter les bombes





L’Art de jetter les bombes, ovvero la scienza balistica e le teorie sulle fortificazioni nei secoli XVI-XVIII.



1Massimo Corradi
1Dipartimento di Scienze per l’Architettura, Scuola Politecnica - Genova, corradi@arch.unige.it


1. Introduzione.

Come è noto da una letteratura oramai consolidata, l’Arte della guerra ha attraversato le epoche storiche adeguandosi via via all’evoluzione della tecnica e della tecnologia degli armamenti, della tattica e della strategia militare, grazie ad una particolare “passione” dell’uomo a prevaricare i suoi simili. Gli opliti spartani, l’esercito romano, i grandi condottieri italiani e le compagnie di ventura, Federico il Grande, Napoleone, e così via, hanno, di volta in volta, rivoluzionato i canoni e i principi dell’arte militare, con una continua evoluzione che, in campo militare, è denominata “progresso”, di fatto inarrestabile ancora ai giorni nostri.
Contestualmente, in Architettura, la volontà di fortificare città e paesi, castelli e piazzeforti, creare opere difensive e offensive (il vallo di Adriano, la Muraglia cinese, la “linea Maginot”, per citarne solo alcune tra le più famose) ha indotto illustri personaggi a partire dai trattatisti quattrocenteschi e cinquecenteschi, fino addirittura a Galileo, e altri illustri scienziati e artisti, a mettere a disposizione le loro capacità speculative per comporre Trattati di fortificazione fino a quando il Marchese di Vauban ha introdotto i “canoni” di questa nuova scienza che hanno “gettato” un’ombra sul passato e aperto un nuovo sentiero di ricerca in questa particolare disciplina.
L’Arte della guerra ha visto sviluppare numerose connessioni con altre discipline, oltre all’Arte e alla Scienza del costruire. Più propriamente all’interno di questa arte si è cimentata la balistica, la geometria, l’algebra e la trigonometria. L’architettura ha dato sfoggio della sua versatilità in ogni campo della costruzione e anche in campo strettamente meccanico, dove la resistenza dei materiali è stata per anni sovrana, con riguardo ai problemi legati all’urto delle boules des canons e del tiro a ricochet. Una architettura tecnica più povera, o perlomeno di secondo piano, che ha saputo superare l’empiria divagante e tramutarsi in scienza della fortificazione.
Scopo della presente nota è ripercorre, in quel lasso di tempo che va dal XVI secolo al XVIII secolo, gli sviluppi, i passaggi, le interferenze fra arte, scienze empiriche, geometria, architettura, in un tourbillon di studi e ricerche che, seppur svolti in ambiti e settori disciplinari lontani fra loro, hanno un denominatore comune nella più generale scienza applicata all’architettura delle fortificazioni e dei sistemi difensivi.



Blondel, Nicolas-François. L’art de jetter les bombes. À Paris: Chez l’auteur. Et se vend À Amsterdam, chez Pierre Mortier, 1699.



2. L'Art de jetter les bombes ovvero la scienza balistica.
La balistica esterna è uno dei temi che più ha affascinato gli studiosi del Settecento, perché legata alla scienza del moto e soprattutto al problema del movimento di un corpo attraverso un mezzo resistente. Le sue origini risalgono alla metà del Cinquecento, contestualmente all'impiego delle armi da fuoco nell'Arte della guerra. Dei problemi della balistica esterna si sono, infatti, occupati i maggiori matematici e fisici a partire da Niccolò Tartaglia (1499 - 1557) per arrivare a Galileo Galilei (1564 – 1642), Isaac Newton (1642 – 1727), e molti altri ancora, durante un lungo periodo di ricerca durato più di quattro secoli.
Nel 1537 Tartaglia [Tartaglia 1546] afferma, per primo, che la traiettoria percorsa da un proietto nell'aria non può essere in alcuna sua parte perfettamente rettilinea, che l'angolo di massima gittata non può superare i 45° e che, inoltre, con angoli complementari si ottengono gittate uguali. Un secolo dopo Galileo, facendo astrazione della resistenza dell'aria, concepisce il moto del proietto come risultante di due movimenti, uno rettilineo e uniforme e l'altro verticale con intensità variabile secondo una legge uniforme e ne deduce che in siffatta situazione la traiettoria è una parabola. Successivamente, la teoria del moto dei proietti dello scienziato pisano fu rivisitata da Evangelista Torricelli (1608 – 1647) [Torricelli 1644], perfezionata da Guido Grandi (1671 - 1742) [Grandi 1739] e integrata dagli studi di Paolo Frisi (1728 – 1784) [Frisi 1783].
Verso la fine del secolo XVII compaiono due testi fondamentali per lo studio della scienza balistica sia dal punto di vista meccanico che da quello più propriamente sperimentale o, come si diceva allora, dell' “artigliere pratico”. Nel 1674 Robert Anderson (1668 - 1696) pubblica a Londra The Genuine Use and Effect of the Gunner, trattato che diventerà in breve un importante punto di riferimento per tutti coloro che si occupano di balistica esterna. Alcuni anni dopo (1683) Françoise Blondel (1618 - 1686) pubblica a Parigi il suo trattato su L'Art de jetter les bombes. Questi due testi si pongono a fondamento di una nuova arte e di una nuova scienza: la scienza balistica. Questa disciplina, fondata sugli studi condotti da Galileo, Torricelli e Marin Mersenne (1588 – 1648), introdurrà sensibili modificazioni nella pratica d'artiglieria insegnata nelle scuole militari. In ambedue i trattati citati, tuttavia, il problema meccanico non è ancora completamente chiarito; infatti, gli Autori non tengono sufficientemente conto dell'effetto della resistenza dell'aria nel moto dei proiettili, problema peraltro già sollevato da James Gregory (1638 - 1675) nel 1672 [Gregory 1672].
L'ipotesi di Gregory era la seguente: al fine di mettere in conto la resistenza dell'aria, è necessario assumere l'ipotesi che il moto del proiettile debba essere composto d'un movimento verticale uniformemente accelerato e d'un movimento uniformemente ritardato secondo, la linea di proiezione. L'ipotesi di Gregory diede luogo a una querelle che vide coinvolti, oltre allo stesso Gregory, Robert Anderson, John Collins (1652 - 1683), John Wallis (1616 - 1703) e Isaac Newton. In sintesi: Collins era dell'avviso che la parabola proposta da Anderson era senza alcun valore di carattere pratico per gli artiglieri e che la soluzione di Gregory non gli sembrava ben fondata dal punto di vista matematico. Newton [1674] sottolineò che il libro di Anderson, ancorché molto ingegnoso nella formulazione dei principi ivi esposti, sarebbe stato di grande utilità se tutti i suoi princìpi fossero stati dimostrati veri, mettendo dunque in dubbio l'ipotesi di moto parabolico nel caso in cui si tiene conto della resistenza dell'aria. Wallis [1687] mise in luce invece la necessità di prendere in esame il caso in cui la resistenza del mezzo è proporzionale alla velocità. Ancora Newton (nel 1684 nel De Motu e successivamente, nel 1687, nei Principia) ritornò sull'argomento del moto dei proiettili attraverso un mezzo resistente analizzando i due casi in cui rispettivamente la resistenza è supposta proporzionale alla velocità del proiettile nel caso di un moto rettilineo uniforme, o al quadrato della velocità nel caso di moto ascendente e discendente. Occorre sottolineare che lo stesso Newton affermò successivamente che l'ipotesi secondo cui la resistenza del corpo è in ragione della velocità dello stesso è un'ipotesi più matematica che conforme alla natura dei fatti - riportando agli onori della scienza gli studi condotti nel 1690 da Robert Hooke [Hooke 1935] e quelli svolti per conto dell'Académie Royale des Sciences di Parigi negli anni 1668-69. In sintesi il lavoro di Newton si può riassumere nel seguente modo. Il problema del moto in un mezzo resistente mette in campo una relazione che caratterizza la variazione della velocità e si snoda secondo il seguente cammino: a) il riconoscimento di certe correlazioni tra gli enti in gioco suscettibili di essere trattate per via geometrica; b) l'ipotesi di assimilare il moto di un corpo come successione di piccoli movimenti uniformi. In questa prospettiva, la conclusione di Newton è la seguente: la soluzione di ciascun problema può essere conseguita passo dopo passo fintantoché - come osserverà Pierre Varignon (1654 - 1722) - sarà possibile una traduzione del problema in termini geometrici. Si deve quindi a Newton se il problema è stato affrontato con perizia e rigore, e risolto analiticamente nel caso in cui la resistenza del mezzo è proporzionale alla velocità. Tuttavia, solo l'introduzione del calcolo differenziale e integrale - e a fortiori una concettualizzazione differenziale della scienza del moto - permetterà di pervenire alle equazioni generali del movimento e finalmente di risolvere attraverso procedimenti e algoritmi ben definiti di differenziazione e integrazione i problemi del moto di un corpo in un mezzo resistente.
La strada era dunque tracciata: si trattava solo di consolidare il cammino. Nel 1689 Leibniz pubblica negli Acta Eruditorum un breve saggio sul moto dei proietti, che conferma in sostanza i risultati di Newton pubblicati nei Principia del 1687 e in parte quelli di Huygens del 1690. Le soluzioni esposte da Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 – 1716), e relative al problema del moto dei proiettili attraverso un mezzo resistente, si fondano tutte sul seguente “principio generale”: tale principio stabilisce che gli spazi percorsi (ds) sono in ragione composta delle velocità (v) e dei tempi (dt) o meglio “dp ut vdt”, come egli ebbe ragione di scrivere.
Circa dieci anni dopo, precisamente nel 1698, Varignon introduce il concetto di velocità istantanea, peraltro già intuito da Newton e Leibniz, e successivamente quello di forza acceleratrice istantanea. Varignon, come già avevano fatto Galileo e Newton, elabora la sua scienza del moto sulla base di una definizione non esplicita ma operante di velocità istantanea. L'importanza della sua impostazione metodologica consiste nell'elaborazione di un algoritmo che consente di ridurre le questioni relative al moto a pure questioni di calcolo.
Al debutto del secolo successivo, negli anni che intercorrono tra il 1707 e il 1711, Varignon pubblica nei Mémoires de l'Académie Royale des Sciences ben dodici memorie relative al moto di un proiettile attraverso un mezzo resistente. Sulla base del nuovo calcolo leibniziano, lo scienziato francese riorganizza e generalizza i risultati precedentemente ottenuti da Newton, Christiaan Huygens (1629 – 1695), Leibniz e Wallis. Egli introduce le importanti definizioni di “resistenza istantanea” (la resistenza che un mezzo, attraverso il quale un corpo si muove, fa da ostacolo in ciascun istante e che deve essere proporzionale alla diminuzione di velocità del medesimo nello stesso tempo) e di “velocità istantanea”; stabilisce la legge generale che caratterizza il moto secondo traiettorie rettilinee attraverso un mezzo resistente nella forma
d2x/dx= du/dt = -kF(u)+f(t)

dove F(u) rappresenta la forza esercitata dal mezzo in funzione della velocità (u), f(t) è l'accelerazione  all'istante iniziale e k un coefficiente balistico. In questo modo Varignon è in grado di risolvere numerosi problemi: quando la resistenza del mezzo è proporzionale alla velocità, o al quadrato della velocità, o addirittura a una potenza qualunque della velocità; e ancora, alla somma della velocità con il suo quadrato, al moto verticale, alla traiettoria descritta da un mobile dotato di peso proprio lanciato obliquamente in un mezzo dove la resistenza è proporzionale alla velocità (balistica curvilinea).
Occorre comunque aspettare solo alcuni anni per vedere risolto il problema dell'integrazione delle equazioni del moto di un proietto.
Nel 1719 Johann Bernoulli (1667 – 1748) riesce a integrare le equazioni del moto del proietto nel caso di resistenza proporzionale ad una potenza qualsiasi della velocità e risolve il problema - posto da Newton nei Principia (Libro II, Prop. X) - di trovare la curva che un proiettile descrive nell'aria nell'ipotesi di gravità e densità costante, e dove la resistenza offerta dall'aria è in ragione quadrata della velocità. Nicolaus Bernoulli (1687 – 1759), nipote di Johann, aveva già risolto un problema simile, dove la dipendenza tra resistenza e velocità è in ragione della potenza di 2n (soluzione a cui giunge Johann nel caso in cui n=1). L'analisi di Johann Bernoulli è findativa e ricca di prospettive future in ragione dell'impiego molto abile della composizione delle accelerazioni secondo le direzioni tangente e normale alla traiettoria.
Alle ricerche di Johann Bernoulli e Newton si ricollegano negli anni seguenti quelle di Leonhard Euler (1707 – 1783), Jean-Baptiste Le Rond d'Alembert (1717 – 1783) e, in seguito, del generale prussiano J. C. F. Otto [Otto 1857]. In particolare Johann Bernoulli e d'Alembert trovano la soluzione dell'equazione del moto di un punto materiale attraverso un mezzo resistente per alcuni casi particolari.
Nel contesto delle scienze legate all'artiglieria, e dunque agli impieghi militari della balistica, il Settecento è stato un secolo ricco di manuali il cui scopo era, oltre che fondare e sviluppare una disciplina peraltro estremamente necessaria per l'Arte della guerra, mettere anche in condizione gli ufficiali di artiglieria di avere a disposizione utili strumenti di informazione per migliorare l'impiego dell'artiglieria nelle battaglie che in quel secolo si susseguirono con una certa frequenza.
Questi studi daranno il via ad una consistente pubblicistica tecnica che vedrà alle stampe numerosi volumi esplicativi dell'uso di tavole balistiche per il tiro d'artiglieria. In ambito italiano ricordiamo le opere di Andrea Musalo (1666 – 1721) [Musalo 1702], Giovanni Maria Gilmotti [Gilmotti 1713], Gaetano Marzagaglia (1716 – 1787) [Marzagaglia 1748]. Molta attenzione fu dedicata all'istruzione dei giovani ufficiali d'artiglieria nell'uso delle armi da fuoco in generale e dell'artiglieria, con particolare attenzione anche ai principi della balistica che vide tra i maggiori divulgatori di questa disciplina ricordiamo Alessandro Vittorio D'Antoni Papacino [D'Antoni Papacino 1775, 1780 e 1782], le cui opere ebbero diffusione anche nei paesi di lingua inglese e francese.
Nel 1731 compare il trattato di Bernard Forest de Bélidor (1698 – 1761) dal curioso titolo Le bombardier françois ou nouvelle methode de jetter les bombes avec precision, manuale ad uso degli artiglieri con alcuni cenni di balistica, superato solo verso la fine del secolo dall'importante manuale compilato da Jean-Louis Lombard (1723 - 1794) [Lombard 1787], quest'ultimo sicuramente dedicato agli ufficiali che si occupano del tiro d'artiglieria e, pertanto, arricchito da numerose tabelle di pratico impiego. Lo stesso Lombard pubblicherà dieci anni dopo un interessante volume sul moto dei proiettili che vedrà ampia diffusione nelle scuole di artiglieria [Lombard 1797].
Nel 1741 avviene una scoperta importante, l'invenzione del “pendolo balistico” che consente di determinare sperimentalmente la velocità iniziale di un proietto lanciato da una bocca da fuoco. Alcuni anni dopo, esattamente nel 1767, Gregorio Casali (1721 - 1802) pubblica un articolo in cui afferma di avere inventato una macchina in grado di dimostrare sperimentalmente i teoremi di Galileo e di Willem Jacob's Gravesande (1688 – 1742) sulla teoria del moto dei proietti [Casali 1767], ma solo trent'anni dopo (1771) Anton-Maria Lorgna (1735 – 1796) pubblica una “tavoletta balistica” che avrà una grande impiego, soprattutto in Germania grazie anche alla sua pubblicazione nel “Magazin für Ingenieur”.
Verso la fine del secolo, precisamente nel 1782, scende in campo anche Adrien-Marie Legendre (1752 - 1833) concorrendo con una memoria a un premio messo in palio dall'Accademia di Prussia in cui tratta della traiettoria dei proiettili attraverso i mezzi resistenti [Legendre, 1782]. In questa importante memoria Legendre definisce l'equazione corretta della traiettoria di un proiettile.
L'anno successivo compare a Digione la traduzione del testo di Benjamin Robins (1707 - 1751) sui princìpi di Artiglieria, tradotto dal tedesco con note e commenti di Euler [Robins, 1783]; testo fondamentale che avrà un grande successo nelle scuole di artiglieria europee. Successivamente, nel 1789, Louis Lagrange pubblica nel “Journal de l'école polytechnique” le formule relative al moto dei proiettili all'interno delle canne dei cannoni e apre, di fatto, gli studi sulla balistica interna, al cui sviluppo contribuirà in misura maggiore la pratica sperimentale, sviluppando sia il tema della pirostatica, che studia la combustione della polvere da sparo a volume costante, sia quello della pirodinamica, che studia invece quello della combustione della polvere da sparo a volume variabile entro la bocca da fuoco.
Saranno infine gli studi intrapresi all'inizio del secolo XIX da Charles Hutton (1737 - 1823) [Hutton, 1782] ad anticipare i temi che saranno sviluppati dalla scienza balistica nel secolo XIX. Hutton affronta il problema della forza impressa ai proietti, della gittata dei cannoni in funzione dell'elevazione del tiro, della resistenza che l'aria oppone al moto dei proiettili, degli effetti prodotti dalla lunghezza della canna del cannone sul tiro d'artiglieria e dell'influenza che esercita la carica delle polveri nell'imporre un'adeguata accelerazione al proietto e aumentarne così potenza e gittata.
Si dovrà tuttavia aspettare la metà del secolo XIX, quando nel 1855 Paolo Ballada di Saint Robert (1815 - 1888) - ufficiale piemontese che ideò i proietti lenticolari e i cannoni ad anima curva - pubblicherà un interessante trattato dal titolo Del moto di proietti nei mezzi resistenti, per giungere ad una forma semplice delle equazioni differenziali del moto e pervenire ad un'esplicita formulazione delle proprietà della traiettoria dei proiettili; infine, in questo secolo grazie agli studi di Mauro Picone (1885 - 1977), Antonio Signorini (1888 - 1963) e soprattutto Angelo Francesco Siacci (1839 - 1907) si giungerà ad una soluzione semplice e di pratico impiego dei problemi connessi alla balistica esterna, ricondotti all'uso di una tavola di tiro di semplice uso che prende il nome di «Tavola balistica generale».


3. La teoria delle fortificazioni nei secoli XVI-XVIII

L’avvento delle armi da fuoco e le nuove ricerche sulla balistica e sul tiro dei cannoni avviano una profonda rivoluzione sull’arte delle fortificazioni. Nell’arco di un solo secolo l’architettura militare e fortificata cambia paradigma: non più grandi castelli inespugnabili all’attacco degli assalitori, ma nuove fortificazioni in grado di resistere al tiro dell’artiglieria che in pochi decenni si evolvono rapidamente. Le mura delle città diventano sistemi coordinati di fortificazione per mezzo di rilevati e ridotte, murature basse e ‘sfuggenti’ in grado di resistere al colpo di cannone che assume traiettorie sempre più radenti e maggiore potenza grazie allo sviluppo degli esplosivi. Ma si studiano anche sistemi fortificati che consentano di colpire il nemico secondo angoli di tiro favorevoli al fuoco incrociato.
Nasce una nuova scienza: l’arte di fortificare città e piazzeforti. Questa nuova scienza incide fortemente sull’urbanistica delle città, introducendo sistemi fortificati che possano difendere i centri urbani dall’assalto di eserciti moderni dove l’arma da fuoco è diventata lo strumento principe della guerra. E all’interno o a protezione delle città, le cittadelle fortificate assumono sempre più maggiore rilevanza ergendosi a baluardo difensivo della popolazione, del ducato, del principato o del regno. Si assiste così, in un breve volgere di un solo secolo, a un rinnovamento urbano che coinvolge architetti e ingegneri, matematici e uomini d’arme nel progetto e nella costruzione di nuovi sistemi difensivi e cittadelle fortificate che si devono ergere a baluardo e difesa del ‘principe’. Architetti famosi come Girolamo Cataneo (seconda metà del XVI sec.), Vicenzo Scamozzi (1548 - 1616), Françoise Blondel (1618 - 1686); Alessandro Capra (sec. XVII) e Ingegneri militari del valore di Bonaiuto Lorini (1540 - 1611), Pietro Sardi (sec. XVII), matematici come Niccolò Tartaglia, Giovanni Scala (fine XVI, inizi XVII sec.), si cimentano nel disegno, nel progetto e nella realizzazione di nuovi sistemi fortificati, siano esse mura a protezione delle città o fortilizi a difesa di passi alpini, o fortificazioni in punti nevralgici di passaggio delle armate che durante numerose guerre mettono a ferro e fuoco l’Europa (Guerre Franco-Spagnole, 1521-1559; Guerra dei Trent’anni, 1618-1648; Guerra di Successione Spagnola, 1701-1714; Guerra di Successione Austriaca, 1740-1748; Guerra dei Sette Anni, 1756-1763).
Le principali modifiche apportate alle opere di difesa e di fortificazione furono molteplici: si abbassarono le mura e più ancora le torri, riducendo queste alla stessa altezza di quelle, per presentare minore bersaglio ai tiri dell’artiglieria. Furono sacrificate le merlature, le caditoie o piombatoie, le guardiole sporgenti, le coperture delle piattaforme e dei terrazzi. Per proteggere meglio il piede delle mura si realizzarono fossati larghi e profondi perché non fosse facilmente colmato dalle rovine delle mura battute in breccia; fu costruito un muro di scarpa del terrapieno verso la città e anche uno di controscarpa verso la campagna.
In questi anni si sviluppa la meccanica delle terre come conseguenza del problema della costruzione di rilevati e rinterri. Come è avvenuto in altri settori della meccanica, lo studio del comportamento dei terreni, la teoria della spinta delle terre e il calcolo dei muri di sostegno si è sviluppato a partire dalla metà del XVIII secolo, in seguito specifiche esigenze dettate dalla tecnica delle costruzioni, con particolare riguardo alle opere di difesa e di fortificazione, e al progetti di ponti e strade. Le ricerche svolte su questi argomenti sono state pubblicate negli Atti delle Accademie più prestigiose d’Europe, e divulgati nei trattati di architettura civile [Borra 1748] e militare [Coheorn 1741; Stahlswerd 1755; Petersen 1788; D’Antoni Papacino 1773-74, 1778-82; Trincano 1786]. In effetti, non c'è motivo di essere sorpresi quando si scopre che le prime riflessioni sulla teoria della spinta delle terre si trovi proprio negli scritti degli Ingegneri dell'École d'Artillerie et du Génie, dell'École des Ponts et Chaussées, e dell'École Polytechnique, alle quali deve essere riconosciuto il merito di aver saputo conciliare all'interno di un unico problema meccanico, le conoscenze teoriche con le questioni tecniche. La fondazione di una "meccanica tecnica" relativa allo studio della stabilità dei terreni fondata su principi logici e matematicamente rigorosi, ipotesi fisiche indiscutibili circa la natura del suolo, su ipotesi semplificative ragionevoli per modellare un elemento complesso e variabile come suolo e affrontare un problema meccanico di difficile soluzione, senza ridurre l'importanza dello sviluppo di metodi pratici basati sull'uso della geometria - essenziale per la soluzione di molti problemi sorti nella pratica della costruzione - furono i temi attorno ai quali si basarono gli studi in questa disciplina fino alla metà del XIX secolo .
A partire dal Cinquecento i maggiori trattatisti di architettura si cimentarono nello studio della fortificazione ideale. Mariano di Iacopo senese, detto il Taccola (1381 - 1458) si occupò della difesa di Roma per conto di papa Calisto III (1378 - 1458) progettando il primo sistema bastionato, costituito da baluardi con la terrazza a livello delle piattaforme laterali di difesa; il saliente era rivolto verso il nemico, e nei fianchi erano disposte delle batterie basse: La soluzione di Taccola fu imitata alcuni anni dopo (1461) da Michele Canale (sec. XV) che rivoluzionò le difese di Torino per conto di Lodovico di Savoia (1413 – 1465). Durante la guerra fra gli Estensi e i Veneziani negli anni 1482-1484, furono frequentemente impiegati bastioni a rafforzare le località d'interesse strategico. Antonio Giamberti da Sangallo il vecchio (1455 – 1534), Giuliano Giamberti da Sangallo (1445 – 1516), Antonio da Sangallo il giovane (1484 – 1546) sviluppano la fortificazione a bastioni secondo i principi formulati da Francesco di Giorgio Martini (1439 – 1501) da Siena nel suo Trattato di architettura civile e militare. L'ordinamento bastionato, costruito con una successione di bastioni inframezzati da tratti di mura rettilinee, da un recinto continuo di bastioni e cortine, e limitato dal fossato, si affermò nella prima metà del sec. XVI, si diffuse nella seconda metà dello stesso secolo.
Il recinto formato nei primi tempi da un muro che sosteneva un terrapieno interno fu poi abbassato e sormontato da un terrapieno, sistemato all'esterno a scarpata sorretta a sua volta dal muro detto di scarpa, che frequentemente fu tenuto molto basso perché fosse meglio protetto dalla controscarpa del fosso dai tiri dell’artiglieria. Sovente fu integrato da una scarpa di terra prolungata fino al fossato e integrato da un muro isolato, detto ‘muro alla Carnot’, il cui ufficio principale era di ostacolare l'arrampicata sulla scarpa del terrapieno a chi, nell'attacco, fosse arrivato nel fossato. Il muro era dotato di feritoie e poteva costituire una linea di fuoco bassa per contrastare l’avanzata delle fanterie. Si potevano avere cinte bastionate fornite di fossati asciutti e cinte fornite di fossati acquei, per impedire l’avanzata delle truppe nemiche.
La geometria del fronte bastionato doveva rispettare regole precise per impedire che il nemico potesse disporre linee ravvicinate di tiro e, viceversa, costringere ad attaccare in posizione sfavorevole alla sua difesa ma sotto il fuoco incrociato dei difensori. A tale scopo, gli ingegneri militari del Rinascimento individuarono due tipologie di sistemi di difesa. Il primo prevedeva il ripiegamento degli elementi del fronte, cioè delle cortine e dei bastioni, come ad esempio il bastione Ardeatino a Roma, costruito dal Sangallo al tempo di Paolo III (1468 - 1549); il secondo, l’adozione di opere addizionali interne ed esterne, e, queste, di mano in mano più numerose e più importanti e più allontanate dal fronte, per seguire il progresso in gittata e in potenza delle artiglierie. Le più caratteristiche opere addizionali interne furono il cavaliere, una sopraelevazione fatta o nel mezzo di una cortina o di un bastione al fine di permettere la vista e il tiro su punti lontani del terreno esterno, e la caserma difensiva, un fabbricato che serviva come ricovero di truppe, e nel tempo stesso era organizzato a difesa, spesso progettato in grado di resistere al tiro di artiglieria. Le caserme difensive erano elevate o dietro alle cortine o dentro ai bastioni, o alla loro gola, o alla gola dei rivellini, e servivano anche da ridotto alle parti di opere che le comprendevano [Corradi 1995].
Al fronte bastionato tipico fu sovente aggiunto nel fossato e davanti alla cortina un rivellino, che copre la cortina stessa da offese esterne e serve a battere col fuoco incrociato lo spazio davanti ai salienti del fronte. Quest'opera fu frequentemente usata nella fortificazione del Rinascimento. A difendere il bastione, specialmente dai tiri diretti perpendicolarmente alla fronte, si provvide con il cosiddetto coprifaccia o controguardia (denominato anche, per la sua forma, a mezzaluna). L'impiego della controguardia fu suggerito da Francesco De Marchi (1504 - 1576), nel suo trattato di architettura militare (pubblicato postumo a Brescia nel 1599), da Marcus Aurelius De Pasino (sec. XVI) [De Pasino 1579] nella seconda metà del 1500 e in seguito ripreso da Blaise-François Pagan (1604 - 1665) [Pagan 1668]. Un esempio di questo sistema difensivo si vede ancora oggi nella Cittadella fortificata di Alessandria progettata da Ignazio Bertola (1676 - 1755) nella prima metà del sec. XVIII e completata e rafforzata da François de Chasseloup-Laubat (1754 – 1833) al tempo di Napoleone Bonaparte (1769 - 1821). La piazza d’armi interna alla fortificazione era altresì difesa da cavalieri interni, rivellini con ridotto, coprifacce e da tanaglie davanti a molte cortine, come proposto da Francesco di Giorgio Martini col nome di barbacane e successivamente da Francesco Tensini (1579/81 - 1638) [Tensini 1624] che le chiamò barcannone. La fortificazione bastionata fu ulteriormente protetta dalla mezzaluna o lunetta, breve coprifaccia messo davanti al rivellino.
Questi sistemi fortificati di difesa di piazzeforti o città furono in auge fino a tutto il secolo XVIII, quando, per il perfezionarsi continuo delle artiglierie e per la maggiore gittata dei proietti, fu necessario tenere l'attaccante sempre più lontano dal fronte. Si introdussero così la lunetta avanzata a forma di fortino chiuso con fronte rettilineo e due fianchi, o fronte a dente più o meno sporgente, con un fronte a bastione e con due fianchi più o meno lunghi. Tale fortificazione fu detta “a corno” o “a corona” se aveva due bastioni affiancati oppure mezzo bastione per parte, “a corona doppia” se i bastioni erano tre completi con due cortine intermedie. Altre opere avanzate furono costituite da una tanaglia o angolo rientrante con due lunghi fianchi, o da una tanaglia spezzata con un dente nel mezzo, o da un rivellino con mezza tanaglia spezzata per lato. Sul finire del Settecento e nella prima metà dell'Ottocento, la maggior parte di queste opere avanzate era completata o rafforzata da rivellini con ridotto o anche senza, integrati da controguardie, con i loro fossati, spalti, strade coperte, ecc. indipendenti dal recinto retrostante principale. Tale scelta costruttiva fu sensibilmente influenzata dalle teorie sviluppate dagli ingegneri militari della Scuola di Artiglieria e Genio di Mézières, influenzati dall'aumento considerevole di potenza e di portata delle bocche da fuoco, e anche da una maggiore precisione del tiro dei cannoni. I sistemi “stellati” divennero così patrimonio dell’architettura militare e fortificata. Gabrio Busca (1540 - 1605) dichiarò che “la figura di sei lati fa il balovardo perfetto” e individuò una strada seguita negli anni successivi da molti architetti di fortificazioni. La tendenza ad aumentare il numero dei lati fu seguita dal Bertola per la Cittadella di Alessandria, a Palmanova da Lorini con un poligono di nove lati, da Giulio Savorgnan (1510 – 1595) - ingegnere militare e generale d’artiglieria della Repubblica di Venezia - a Nicosia (Cipro) con un poligono di undici lati.
Nel contempo mutano le tattiche di attacco e difesa delle piazzeforti e nasce una letteratura di genere. Gli assedianti attaccano la piazza assediata al riparo di fossi e di trincee, il cui parapetto era costituito, per solito, con la terra scavata, le batterie dell’artiglieria sono disposte sopra un terrazzo artificiale di fronte a una delle cortine della cinta, con l’intento di battere la piazzaforte e smontare i pezzi di difesa della cortina e aprire una breccia per le fanterie. Le batterie minori, messe d'infilata, dovevano integrare il tiro di artiglieria principale per colpire il saliente dei bastioni. Le trincee che servivano per avvicinare le fanterie ai sistemi bastionati, per evitare di essere battute d'infilata, seguivano linee d'avvicinamento con larghi serpeggiamenti e zig-zag che andavano sempre restringendosi e accorciandosi di mano in mano che si avvicinavano alla piazzaforte, con trincee a parapetto e a gabbioni riempiti di terra.
Il progressivo perfezionamento delle artiglierie aumentò i compiti dei sistemi fortificati a protezione degli attaccanti e le piazzuole per le batterie di bombardamento, le batterie di breccia e le batterie d'infilata, integrati anche da ridotte, depositi per munizioni, ecc., come descritto ad esempio da Pier Paolo Floriani (1584 - 1638) nelle sue opere sulla fortificazione.
I metodi d'assedio utilizzati a tutto il secolo XVII furono codificati dagli scrittori militari tra i quali ricordiamo le teorie sviluppate e applicate dal principe d'Orange e la scienza relativa all’attacco e alla difesa delle piazzeforti sviluppata da Sébastien Le Prestre de Vauban, poi marchese di Vauban (1633 – 1707). Le teorie di Vauban ebbero una vasta eco e una grande diffusione per tutto il sec. XVIII, e quasi tutto il XIX, influenzando sensibilmente l’arte della guerra e l’architettura militare.
Nella seconda metà del Settecento l'ordinamento bastionato, caposaldo della fortificazione del periodo precedente, fu fatto oggetto di serie critiche. La pubblicistica tecnica mise in luce che nessun proiettile caduto sui bastioni restava senza effetto; era facile colpire i fianchi dei bastioni col tiro da lontano e che era necessario l'impiego sempre maggiore di opere addizionali per battere i settori indifesi. Il Marchese Marc-René de Montalembert (1714 - 1800) nella sua opera sulla Fortification perpendiculaire (1776-93 e 1787) affrontò in modo razionale la risoluzione del problema e propose tracciati di fortificazioni, fra i quali il sistema poligonale che porta il suo nome. Queste idee non furono però accolte da tutti gli ingegneri militari e per molto tempo (fine al principio del XIX) si continuò a modificare i sistemi tradizionali di fortificazione, moltiplicando le opere addizionali di difesa. Tuttavia, l’epopea napoleonica mise in luce la debolezza dei sistemi di difesa basati sulle piazzeforti e, di conseguenza, sull’architettura militare. La guerra di movimento e la ricerca della battaglia campale, con l’intento di sconfiggere le armate nemiche, secondo i principi perseguiti da Napoleone Bonaparte, influirono sensibilmente sull’architettura fortificata che nei primi anni del XIX secolo subì un rallentamento nel suo sviluppo. Nella seconda metà del sec. XIX i perfezionamenti conseguiti nella tecnica degli esplosivi e delle armi da fuoco ebbero profonde ripercussioni anche nella costruzione dei sistemi difensivi. La rigatura delle armi da fuoco diede alle artiglierie una più lunga gittata e quindi un maggior campo e potenza d'azione; l'impiego su larga scala dei tiri curvi (con obici e mortai) e l'impiego di proiettili dotati di spolette speciali per ritardo di scoppio, diminuì l'azione protettiva dei parapetti frontali nell'interno delle opere di fortificazione che lentamente persero la loro funzione principale di sistema di difesa a protezione delle città. Le fortificazioni mutarono assetto e divennero linee difensive a ridosso dei confini delle nazioni belligeranti. Esporre anche sommariamente come sia mutata la scienza e l’arte della fortificazione al principio del XX secolo è compito arduo e occorre che sia esteso a tutte le nazioni, e alle relative scuole di artiglieria e genio, che di volta in volta sono state impiegate nelle guerre, sviluppando opere di difesa importantissime, e talvolta imponenti, seguendo scuole o criterî diversi da stato a stato. La fortificazione campale sviluppata durante la guerra russo-turca e quella russo-giapponese agli inizi del secolo, la guerra di trincea vissuta durante la Prima Guerra Mondiale (1914-18), le grandi opere come la linea Sigfrido (creata nel 1916-17) e la linea Maginot - complesso integrato di fortificazioni, opere militari, ostacoli anti-carro, postazioni di mitragliatrici, sistemi di inondazione difensivi, caserme e depositi di munizioni realizzati dal 1928 al 1940 - allestite a difesa rispettivamente di Francia e Germania in previsione della Prima e della Seconda Guerra Mondiale, sono solo un sommario esempio delle nuove linee di pensiero in materia di fortificazione militare; per questo rimandiamo il lettore interessato a gli studi di storia militare che trattano il periodo citato.




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