Forma e struttura di un capolavoro

Si è appena concluso il sesto centenario dall’inizio della costruzione della Cupola di Filippo Brunelleschi. Due studiose di Scienza delle costruzioni ne ripercorrono, con l’aiuto di un breve video didattico, la genesi geometrica e l’itinerario delle ricerche alla scoperta della sua realizzazione.

A sei secoli dall’inizio della sua costruzione la cupola di Filippo Brunelleschi in Santa Maria del Fiore risplende ancora come capolavoro di bellezza e di genio. La sua realizzazione ha interrogato a più riprese gli studiosi di tutto il mondo e solo alla fine del XX secolo la ricerca  si è avvicinata alla comprensione della modalità costruttiva della struttura, di cui Brunelleschi non ci ha lasciato traccia.

In occasione di un congresso internazionale del 1977 fu proprio un professore dell’Ateneo, Salvatore Di Pasquale, che è stato anche preside della facoltà fiorentina di Architettura, a formulare, in parallelo a Rowland J. Mainstone, studioso inglese membro del UK Building Research Establishment, i principi statici che permisero al grande artista rinascimentale di portare a termine la più grande cupola in muratura mai costruita.

“L’impresa della copertura del grande vano ottagonale delimitato dal tamburo corrispondente allo spazio del coro del nuovo Duomo appariva immane per difficoltà tecniche ed economiche” spiegano Giovanna Ranocchiai, docente di Scienza delle costruzioni, e la sua collaboratrice Federica Loccarini.  Il problema principale, per cui nel 1418 l’Arte della Lana bandì il concorso per la realizzazione della cupola su pianta ottagonale, era costituito  dalla realizzazione di un sistema di centine, cioè di quelle strutture provvisorie lignee il cui principale scopo è quello di sostenere una volta prima che essa sia completata. Al di là della difficoltà di reperire il materiale idoneo, i dubbi vertevano su come minimizzare i costi delle centine che, nella forma in cui si sarebbero dovute realizzare, erano insostenibili.

“Le animate vicende che portarono Brunelleschi ad ottenere la fiducia della città e a compiere l’opera – ricordano le ricercatrici – sono spesso divertenti: Giorgio Vasari e Antonio Manetti, successivamente Ross King, ne fanno quasi un romanzo. Emerge in Brunelleschi l’alterna necessità di dimostrare la propria capacità di realizzare la costruzione e di non mostrarne la effettiva soluzione affinché nessuno se ne impadronisse. D’altronde è assai famoso il suo conflitto con Lorenzo Ghiberti, allontanato dal cantiere della Cupola dopo pochi anni”.

“Ci rimane invece – continuano le ricercatrici – un’accurata descrizione preliminare della geometria che la cupola avrebbe dovuto avere: secondo Manetti, il primo biografo di Brunelleschi, fu richiesta dagli operai dell’Opera del Duomo e conservata presso gli archivi. Il diametro di base della cupola, da spigolo a spigolo (cioè in corrispondenza dei costoloni) misura circa 54 metri ed il profilo esterno si ottiene con un arco a sesto acuto, puntando il compasso in corrispondenza di un quinto del diametro stesso. Le cupole sono due: una interna più robusta e l’altra esterna a protezione della prima; tuttavia la muratura con cui sono realizzate appare costruita contestualmente e con l’intento di ottenere la massima continuità”.

Ma quale fu la soluzione di Brunelleschi? Realizzare su una pianta ottagonale, una cupola essenzialmente circolare, disponendo i mattoni su letti di posa conici anziché su letti piani che si sarebbero incontrati formando degli spigoli. “Così facendo Brunelleschi ottenne due vantaggi – spiegano Ranocchiai e Loccarini -. Da una parte evitò le discontinuità che si sarebbero prodotte negli spigoli a causa della necessità di giustapporre mattoni giacenti su piani diversi, tagliandone molti; tale discontinuità avrebbe comunque rappresentato un punto di debolezza nella costruzione, certamente pericolosa a causa della grande dimensione della cupola che rappresenta un limite per le possibilità di una costruzione in muratura. Dall’altra, ebbe la possibilità di sfruttare le proprietà delle cupole di rivoluzione in cui ogni anello, una volta completato, risulta a sua volta autoportante anche quando la volta non è chiusa. Infine l’adozione della tecnica di posa dei mattoni detta spina-pesce permette a Brunelleschi di interrompere i grandi anelli in settori indipendenti e di estendere la capacità di autosostenersi anche a parti separate della enorme estensione di muratura di ogni anello”.

Video a cura di Federica Loccarini e Johannes Oechsler, sotto la supervisione di Giovanna Ranocchiai


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