Cupola del Brunelleschi
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«Io farò la sorella, più grande già; ma non più bella.»
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(Michelangelo Buonarroti - in riferimento alla cupola della Basilica di San Pietro in Vaticano)
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La celebre cupola del Brunelleschi che costituisce la copertura della crociera del Duomo di Firenze è la più grande cupola in muratura mai costruita (diagonale maggiore della cupola interna: 45 metri, quella dell’esterna: 54)
La sua grandezza impedì il tradizionale metodo costruttivo mediante l'ausilio di centine, il che ha scatenato una ridda di ipotesi sulla tecnica costruttiva impiegata.
Indice |
[modifica] Cenni storici
L'attuale edificio del Duomo fu iniziato nel 1294-1295 e la base del tamburo della cupola fu pronta già nel 1314-1315; tuttavia all'inizio del '400 ancora nessuno si era posto seriamente il problema di trovare una soluzione per la copertura. Il problema della sua costruzione, infatti, affannava da tempo gli operai del Duomo. Come costruire e dove appoggiare le enormi centine di legno che avrebbero dovuto sostenerla fino alla sua chiusura definitiva con la chiave di volta?
Certamente l'architetto del Duomo fiorentino, Arnolfo di Cambio, doveva averlo previsto se aveva immaginato la conclusione del suo edificio con una cupola, un organismo ben diverso e ben più ampio del tradizionale tiburio delle cattedrali medievali. Che poi la Cupola dovesse avere nel suo progetto un aspetto assai più convenzionale è provato da un noto affresco di Andrea Bonaiuti da Firenze che possiamo ancora oggi ammirare nel Cappellone degli Spagnoli in Santa Maria Novella. L’affresco, che è del 1355 circa, mostra sul fondo una chiesa in cui è chiaramente riconoscibile Santa Maria del Fiore, solo che la cupola, priva del tamburo, è immaginata a tutto sesto. Ma una cupola semisferica, sia pure più piccola e priva di tamburo avrebbe avuto enormi difficolta a reggere il peso della lanterna di cui è dotata la cupola nell'affresco. Nel 1418 l'Opera del Duomo bandì un concorso pubblico per la cupola. In seguito al concorso, che pure ufficialmente non ebbe vincitori, Filippo Brunelleschi e Lorenzo Ghiberti furono nominati capomaestri: il 7 agosto 1420 ebbe inizio la costruzione della cupola, che fu completata fino alla base della lanterna il 1° agosto 1436. Il grandioso cantiere aprì i battenti all’indomani della stesura del cosiddetto "dispositivo" del 1420, attribuito allo stesso Brunelleschi, dove si raccontava come si sarebbe dovuto chiudere il tamburo e si precisavano per punti salienti le modalità di costruzione.
In sostanza, si tratta di un singolare "programma dei lavori" che sintetizza in poche righe la struttura, la forma e le dimensioni del manufatto.
Più che esprimere un’intenzionalità programmatica egli enuncia il progetto impartendo disposizioni esecutive. In quei dodici punti da lui elencati non solo è contenuta già l’opera finita, ma vi sono persino indicate quelle variazioni, incidenti ed aggiunte che si dovranno fare.
Era stato previsto, per esempio, l’inserimento nelle pareti della Cupola di numerosi anelli di ferro serviti per sostenere le impalcature sulle quali avrebbero lavorato gli autori degli affreschi.
Nel 1425 Ghiberti venne estromesso dai lavori, che passarono interamente in mano a Brunelleschi. Il cantiere procedette così senza apprezzabili interruzioni, fino a quando, nell’agosto del 1436, venne infine celebrato ufficialmente, con la solenne benedizione del papa Eugenio IV, il completamento della fabbrica.
Terminata la costruzione della cupola venne indetto un altro concorso pubblico per la lanterna, vinto sempre da Brunelleschi. I lavori iniziarono però solo nel 1446, pochi mesi prima della morte del grande architetto; I lavori proseguirono sotto la direzione dell'amico e seguace Michelozzo di Bartolomeo, per essere terminati da Antonio Manetti il 23 aprile 1461.
[modifica] Forma e struttura
A partire da un tamburo poligonale la Cupola si erge su otto spicchi, le vele, organizzati su due calotte separate da uno spazio vuoto.Il motivo di questa scelta è senz’altro da attribuire ad un alleggerimento della struttura che altrimenti sarebbe stata troppo pesante e, probabilmente, i quattro pilastri sottostanti non l’avrebbero retta.
Lo spazio fra le due calotte misura circa 1,20 metri ed è attraverso il suo percorso che si giunge fino alla Lanterna. Una catena lignea formata da 24 travi collegate tra loro da staffe e perni di ferro circonda tutta la costruzione. Sulla sua efficacia si è discusso a lungo.
Sinteticamente, oggi, possiamo affermare che, in linea di principio, una cupola è tanto più stabile quanto più è saldo il suo tamburo (e la sua base) d’imposta: dunque un sistema di cerchiatura efficace è utile alla stabilità. Questo anello, infatti, serve per “stringere” la costruzione alla base, in modo da contrastare le pericolose forze dirette verso l’esterno.
Per quanto riguarda invece l’impiego di catene lignee o di pietra si resta dubbiosi, se non altro per l’elasticità del legno e per l’incapacità di lavorare a trazione.
Fra gli elementi che compongono la Cupola esistono proporzioni auree com’era uso a quel tempo. La sensazione che si ha, infatti, osservando questo capolavoro, è di sostanziale equilibrio e armonia nelle sue parti. La sua base d’imposta si trova a circa 55 metri dal suolo, la Lanterna è alta 21 metri, il tamburo misura 13 metri e l’altezza della Cupola è, in media, 34 metri.
13,21,34,55, sono tutti numeri appartenenti alla famosa successione di Fibonacci, che, com’è noto, è legata alla sezione aurea. Questo fatto è ben conosciuto dagli studiosi di musica.
Quando la Cupola fu consacrata nel 1436, un famoso musicista fiammingo, Guillame Dufay, compose per l’occasione il mottetto Nuper rosarum flores, composizione che riproduceva in musica i rapporti aurei della costruzione. Anche il contorno apparente della Cupola rispetta regole ben precise: il profilo angolare esterno è un sesto di quarto acuto, mentre quello interno è un sesto di quinto acuto.
Infatti, ciascuna diagonale dell'ottagono esterno, che misura circa 54 metri, è stata suddivisa in quattro parti uguali: da qui la definizione di "quarto acuto".
Il profilo della Cupola, in ogni caso, assume una forma d’estrema importanza per la sua stabilità: infatti, si avvicina molto a quella di una catenaria rovesciata.
Questo nome deriva dal fatto che la sua forma è quella che assume una catena appesa, tenendo fermi i suoi due estremi. Come avrebbe dimostrato Bernoulli solo alla fine del seicento, tale forma è la più adatta per sostenere una cupola che si regge col proprio peso. Arrivati alla sommità troviamo la Lanterna, completata con l’intervento di più artisti dopo la morte del Brunelleschi sopraggiunta nel 1446.
Per realizzarla, furono utilizzate le macchine che l’architetto aveva progettato necessarie per sollevare verso l’alto i materiali durante la costruzione della Cupola. Infatti, le conoscenze che il Brunelleschi aveva grazie al suo lavoro di orafo (meccanica per costruire gli orologi) gli permisero di costruire questi marchingegni.
La Lanterna ha una funzione molto importante per la statica globale. I costoloni, infatti, convergono verso il serraglio, la base della Lanterna, il cui diametro è circa 6 metri. Le forze che agiscono sulla Cupola sono tali che gli stessi costoloni tendono a piegarsi verso l’esterno. La Lanterna, con il suo enorme peso (circa 750 tonnellate) ha la funzione di contrastare queste forze pericolose incuneandosi nella struttura.
Nel 1472, il Verrocchio costruì la palla di bronzo che fu posta sulla sua cima. Anche per questo furono necessarie le macchine del Brunelleschi. Fra i ragazzi di bottega che aiutarono il Verrocchio in questa difficile operazione c’era un giovane di Vinci, Leonardo.
[modifica] La costruzione
[modifica] Il problema della cupola e le centine
Il tamburo, di forma ottagonale, su cui avrebbe dovuto poggiare la cupola misurava circa 43 metri di ampiezza e si trovava a 55 metri di altezza. Queste dimensioni erano notevolmente maggiori di quelle previste all'inizio. Le ragioni di questo aumento, che portava le dimensioni dell'edificio a superare quelle della cupola del Pantheon, fino allora la più grande cupola del mondo, che la leggenda considerava opera del Demonio, vanno ricercate non tanto nella volontà di primato, quanto nella necessità di rinforzare al massimo il tamburo della cupola. Il tamburo infatti era stato rialzato rispetto al modello originale mediante un piano in cui si aprono otto grandi occhi, che favorivano l'illuminazione del triconco absidale della Cattedrale. Mediante questo espediente si rialzava anche il piano di imposta della cupola al di sopra di tutte le volte fino allora costruite. Le altissime volte della cattedrale di Beauvais in Francia, che per la loro arditezza crollarono poco dopo la loro costruzione raggiungono infatti "solo" i 48 metri di altezza. Ma il tamburo di forma ottagonale creava anche il principale ostacolo all'erezione della cupola.
[modifica] Una cupola che non è una cupola
Una cupola emisferica (o parabolica, o ellissoidale, come nel duomo di Pisa) è una figura o luogo di punti individuata come un arco "ruotato" attorno al proprio asse. Si parla in questo caso di cupola di rotazione. Costruire una cupola di rotazione è teoricamente sempre possibile, in quanto la cupola è costituita da infiniti archi, ciascuno dei quali una volta completato si reggerà da solo. Cominciando a costruire la cupola dai bordi si realizzeranno piccoli archi in grado di reggersi da soli che a loro volta potranno sostenere archi più ampi addossati ai precedenti, che una volta completi saranno autoreggenti.
La preoccupazione dei capomaestri che si succedettero nei cantieri del Duomo era motivata dal fatto che il progetto prevedeva una cupola ottagonale a facce piane, che non è un solido di rotazione. La cupola del Duomo di Firenze non è una cupola ma una volta ottagonale, descrivibile come l'intersezione a 45° di due volte a pianta quadrata (molto simili, in effetti, alle volte della navata della stessa Cattedrale). A differenza di una cupola di rotazione, una volta non è autoreggente. L'impiego di centine, cioè di impalcature lignee cui affidare il sostegno delle murature in costruzione fino alla presa delle malte, era in questo caso indispensabile. Fra l'altro in Italia non era possibile ottenere le giganteschi travi disponibili invece in Nord Europa. Ma anche le immense travi usate per le cattedrali di Francia e Inghilterra non sarebbero bastate a sostenere volte come quelle che si dovevano costuire.
[modifica] Il Segreto della Cupola
Filippo Brunelleschi era famoso a Firenze, oltre che come artista poliedrico, come possessore di un caratteraccio e un senso dell'umorismo un po' perverso; una sua burla, giocata ai danni di un povero ebanista di nome Grasso, fu celebre nel mondo delle brigate della società fiorentina; mediante una serie di testimonianze sapientemente orchestrate, Filippo fece credere al poveraccio di essere diventato un altra persona, uno scapestrato perennemente in cattive acque di nome Marco. Il successo della burla fu tale che il Grasso dovette fuggire dalla città, e la storia della burla feroce, col titolo di Novella del Grasso legnaiuolo fu un vero e proprio successo editoriale, giungedo fino a noi in numerose versioni. Brunelleschi, pare suggerire la favola, era maestro nel far credere una cosa per un'altra; non per niente Brunelleschi è il padre della prospettiva, che è una rappresentazione illusionistica di una realtà tridimensionale con mezzi bidimensionali. Orbene, Filippo con la sua cupola sembra abbia giocato a noi una burla di questo genere, ancora più straordinaria dell'altra; dopo anni di dibattiti su quale fosse il "magico artificio" che aveva permesso il risultato che è davanti a tutti, non si era andati avanti di un passo. La Cupola ottagonale a facce piane, da costruirsi senza centine e con le malte a lenta presa dell'epoca non poteva reggersi. L'uso dell'orditura a spinapesce dei mattoni, visibile a tutti nei corridoi dell'intercapedine fra le due cupole, era indicata generalmente come una componente del "segreto" ma senza che se ne comprendesse la reale funzione.
Negli ultimi anni però si è fatta strada una nuova teoria, espressa per prima nei lavori del Mainstone e del Prof. Di Pasquale. Questi e i successivi studiosi furono aiutati dalla scoperta, durante la rimozione delle tegole da uno dei settori della cupola per lavori di restauro, che i letti di posa dei mattoni non erano affatto orizzontali, ma seguivano una curva aperta verso l'alto, detta a corda blanda. Questo fatto, mai notato prima, indusse ad esaminare la disposizione dei mattoni, che negli studi precedenti era sempre data per scontata, con oscuri e generici riferimenti alle tecniche murarie romane, o addirittura arabe. Si poté quindi osservare come le facce dei mattoni non siano parallele, ma sistemate lungo rette originate da un punto situato al centro dell'ottagono di base della cupola. La conclusione era sconcertante; i mattoni erano sistemati come se fossero stati disposti per costruire una cupola di rotazione. Per semplificare quanto più possibile, era come se la cupola a facce piane fosse stata costruita tagliando via parti di muratura costruite come una cupola classica; perché la struttura fosse autoreggente era sufficiente che nello spessore delle murature fosse possibile inscrivere una cupola di rotazione di spessore adeguato alle necessità statiche. Filippo aveva beffato i suoi ammiratori, costruendo una cupola normale e mascherandola come una cupola impossibile.
[modifica] Le possibili ispirazioni del Brunelleschi
Nel lungo dibattito sulle possibili fonti d'ispirazione del Brunelleschi nella costruzione della Cupola sono state avanzate diverse ipotesi, fatta salva l'assolutà novità della tecnica finale utilizzata.
- I precedenti fiorentini;
- Le strutture voltate di epoca romana;
- La pratica costruttiva persiana;
È indubbio che Brunelleschi avesse ben presente la geometria e la tecnica costruttiva della copertura del Battistero di San Giovanni, costruita su una calotta con profilo a sesto acuto da una pianta ottagonale. Ma essa non è voltata a spinapesce. Per quanto concerne la seconda fonte di ispirazione, ci spinge a Roma la notizia del più importante biografo dell’architetto, Antonio di Tuccio Manetti dal quale apprendiamo che il Brunelleschi abbia passato colà anni di studio, richiamato forse dai ritrovamenti di oggetti e sculture propri di quegli anni.
Agli inizi del Quattrocento la città eterna era uno sterminato campo archeologico. È qui che respirò le suggestioni dell’architettura classica ed ebbe conferma delle teorie di Vitruvio, secondo le quali tutta l’architettura è governata da un modulo e da una griglia geometrica.
Tuttavia, è difficile credere che l’artista vi abbia trovato suggerimenti diretti poiché quasi tutte le cupole sopravvissute erano circolari o riconducibili alla geometria del cerchio.
Forse Brunelleschi ha apprezzato la cupola della Domus Aurea innalzata su un padiglione ottagonale limitatamente alla parte bassa, e costruita con una sorta di calcestruzzo fresco, richiedente centinature durante la presa. La cupola del Pantheon è l’unica paragonabile per dimensioni a quella di Santa Maria del Fiore. Dallo studio dell’esterno Brunelleschi si sarebbe potuto accorgere che la forma gradonata s’innalzava da una forma circolare e, quindi, che le cupole romane generalmente contengono sempre un anello circolare completo ad ogni livello nel loro spessore.
Per la fonte persiana, si può ipotizzare che l’architetto sia venuto a conoscenza delle tecniche costruttive dei mausolei orientali dati comunque gli intensi scambi commerciali col Medio-Oriente. La doppia cupola girata senza centine del mausoleo di Soltaneih, costruito fra il 1304 e il 1312, o l’apparecchio murario a spinapesce degli antichi edifici selgiuchidi (X secolo) o le più tarde moschee di Isfahan e Ardistan sono paragonabili al linguaggio strutturale ed alla tecnica del Brunelleschi, pur differendone sostanzialmente nei materiali, nell'apparecchio murario e nelle dimensioni.
[modifica] Gli affreschi
Pur costruita con tecniche rivoluzionarie la cupola era pur sempre nata su diretta ispirazione della cupola del Battistero, cui doveva il grande sviluppo, e la forma ottagonale. In origine era previsto un altro elemento di richiamo alla veneranda cupola romanica; infatti la decorazione interna era prevista a mosaico. Brunelleschi realizzò numerosi affacci a cui i decoratori avrebbero potuto ricorrere per avventurarsi nel pauroso vuoto per lavorare.
Ma la tecnica del mosaico era ormai pochissimo praticata, e considerata estremamente costosa. Oltretutto il mosaico destava preoccupazioni per il grande peso che la preparazione necessaria per affondarvi le tessere avrebbe aggiunto alla cupola; questa preoccupazione non sembra molto importante a noi moderni che conosciamo il peso immane della cupola (circa 25000 tonnellate!) e la sua resistenza, ma all'epoca fu considerata una ragione non secondaria per abbandonare il progetto in favore di una decorazione ad affresco.
I lavori cominciarono solo nel 1572, in pieno manierismo. le vicende politiche avevano ritardato l'inizio dei lavori fino a che Vasari intraprese la decorazione su committenza di Ferdinando I de' Medici. Alla morte del Vasari però solo il primo giro delle fasce concentriche previste era compiuto, quello più piccolo, attorno all'orifizio ottagonale alla sommità, coperto dalla Lanterna. Gli successe Federico Zuccari, che in pochi anni e, a suo dire, quasi senza aiuti, portò a termine a tempera l'immenso ciclo figurativo, uno dei più grandi del mondo per superficie, e uno dei capolavori del manierismo; Il pitttore stesso, nel suo testamento, ricordava non senza orgoglio di avere concepito e portato a termine l'opera, di cui menziona soprattutto il grande lucifero, alto ben 13 braccia fiorentine (circa 8 metri e mezzo)
[modifica] Curiosità
- A Barberino Val d'Elsa, in località Semifonte, esiste una copia 1:8 della cupola del Brunelleschi, edificata da Santi di Tito nel 1597.
[modifica] Bibliografia essenziale
- Mainstone, Rowland, Brunelleschi 's Dome of S. Maria del Fiore and some related Structures, in <<Transactions of the Newcomen Society>>, 42, 1969-70
- Mainstone, Rowland, Brunelleschi 's Dome in <<Architectural Rewiew>>, Sett. 1977
- Salvatore Di Pasquale, Pier Luigi Bandini, Giacomo Tempesta, "Rappresentazione analitica e grafica della cupola di Santa Maria del Fiore", Edizioni CLUSF, Firenze 1977.
- Ross King,Brunelleschi's Dome, The Story of the great Cathedral of Florence, Penguin, 2001 (trad. It la cupola di Brunelleschi Rizzoli, Milano 2001
- Salvatore di Pasquale, Brunelleschi. La costruzione della cupola di Santa Maria del Fiore Marsilio, Venezia 2002
- Giuseppe Rocchi Coopmans de Yoldi, Santa Maria del Fiore - la Cupola. Firenze, Università degli Studi, 1999
- Giuseppe Conti, Roberto Corazzi, "La Cupola di Santa Maria del Fiore raccontata dal suo progettista Filippo Brunelleschi".Sillabe s.r.l., Livorno 2005.
- Giuseppe Conti, Roberto Corazzi, Stefania Marini, “La Cupola di Santa Maria del Fiore, tra ipotesi e realtà”, Pitagora editrice S.r.l., Bologna 2005.
- Francesco Gurrieri, “La Cattedrale di Santa Maria del Fiore- volume primo”, Cassa di Risparmio di Firenze 1994
- Piero Sanpaolesi, “La Cupola di Santa Maria del Fiore, il progetto-la costruzione”, Editrice Edam, Firenze 1977
- Massimo Ricci , "Il fiore di Santa Maria del Fiore" - ALINEA Firenze 1983
- Massimo Ricci , Il Segreto della Cupola di Santa Maria del Fiore - LE SCIENZE - n.227 Luglio 1987
- Massimo Ricci , La Cupola di Santa maria del Fiore ed il suo Modello - Bollettino Ingegneri della Toscana n.1-2 anno 2001
- CDROM - "Brunelleschi's Dome" - Graduate School of Design - HARVARD UNIVERSITY (con la collaborazione di Massimo Ricci)
- Massimo Ricci , "La Cupola le macchine e altro nella Firenze di Brunelleschi " - Forum Unesco - Univ. Polit. di Valencia
[modifica] Voci correlate
- Santa Maria del Fiore
- Filippo Brunelleschi
- Architettura del Rinascimento
- Rinascimento
- Repubblica di Firenze
[modifica] Collegamenti esterni
- Opera di Santa Maria del Fiore di Firenze
- Sito del Duomo
- Istituto e Museo di Storia della Scienza: Cupola di Santa Maria del Fiore
- Unità di Ricerca Tecnologie Strutturali Antiche
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