Storia della Cupola
Nel 1367 si modificarono le dimensioni di pianta e di alzato della cattedrale. Si ingrandirono quelle della base di imposta della Cupola, portandole alle dimensioni attuali ( 45 metri corrispondenti a 77 braccia a panno fiorentine di diagonale interna). Si introdusse il tamburo sotto la Cupola che, innalzandosi liberamente al di sopra del pianoo di copertura delle cappelle, denuncia con maggior efficacia il proprio ruolo nello schema formale.
Queste varianti, se da un lato resero più imponente il complesso della cattedrale fiorentina, dall'altro ne complicarono tutti i problemi costruttivi: si trattava infatti della più grande cupola del mondo da costruire in muratura, cioè di una delle più complesse strutture architettoniche che mente umana avesse concepito e iniziato a realizzare fino ad allora. La maggior difficoltà nella realizzazione è data dalla dimensione, dall'altezza del suo piano di imposta ( 55,70 metri dal suolo) e dalla forma poligonale (ottagono).
Queste caratteristiche rendono la Cupola unica nella storia dell'architettura, non confrontabile con altri monumenti. E' facile pensare che furono necessarie soluzioni particolari, per ogni problema specifico della sua edificazione: soluzioni che non poterono essere attinte dal patrimonio artigianale del tempo e dalle esperienze che fino ad allora si erano potute fare in campo architettonico.
Se la cupola di Santa Maria del Fiore è oggi un fatto compiuto lo dobbiamo solo alla genialità e alla tenacia di Filippo Brunelleschi. Fu lui a risolvere con l'invenzione di nuove tecniche costruttive, di nuove macchine, ma soprattutto con il suo coraggio e la ostinazione tutte le incognite di tale costruzione. Si sa quanto ebbe a lottare contro l'arroganza e l'ignoranza dei costruttori più in vista del suo tempo e quanta incredulità le sue soluzioni innovative incutessero nei responsabili dell'Arte della Lana, preposti alla gestione dei lavori e dei capitali della Cupola.
Si pensa che l'unica proposta valida, nel concorso, sia stata quella del Maestro, che fu accettata, perché faceva a meno delle armature e delle centine in legno. Questo aspetto, se da un lato era la causa principale dell'incredulità nei confronti della sua proposta, dall'altro riduceva enormemente i costi di costruzione. Fu proprio la possibilità di costi ridotti a convincere i responsabili della gestione del cantiere, gli "Operai dell'Opera di Santa Maria del Fiore" (così si chiamò ufficialmente la cattedrale dal 29 marzo 1412, anziché Santa Reparata), ad affidagli l'incarico, non senza preoccupazioni e perplesità.
Ci risulta che il Brunelleschi fosse più volte allontanato con la forza dai Consigli e dalle udienze per i fatti della Cupola e additato come "somaro" dai suoi concittadini. I quali però, vista l'impossibilità, i costi e le stravaganze delle soluzioni proposte dagli altri concorrenti, furono alla fine costretti ad affidargli l'incarico.
La tradizione e i biografi insistono sull'assenza di "centine" e di armature di sostegno.
Altre conferme del carattere innovativo della proposta del Brunelleschi e della sua "unicità" si deducono da un esame del concorso fatto su documenti pervenuti fino ai nostri giorni.
Il bando del concorso per la costruzione della Cupola fu reso pubblico il 19 agosto 1418:
"... deliberarono che per parte di detti Operai sia bandito pubblicamente per la città di Firenze, nei luoghi usitati, che chiunque ed in qualsiasi maniera voglia fare un modello o disegno per la volta della Cupola Maggiore di detta Chiesa di detta Opera, sia per l'armatura che per i ponteggi sia per qualsiasi altra cosa, sia per ogni altro ordigno pertinente alla costruzione conduzione e perfezione di detta Cupola e volta; Che si possa fare questo e sia fatto fino al mese di settembre prossimo futuro: ed in detto tempo dica se voglia dire qualcosa ai detti Operai, che gentilmente sarà ascoltato. Notificando..."
La Cupola era dunque un dispositivo architettonico per il quale occorrevano nuove idee e nuovi artifici tecnici. Filippo Brunelleschi, come altri, realizzò un modello in mattoncini crudi: " A di 1418-24 d'Ottobre. Andrea di Berto Martignoni, maestro di Murare, dé avere per dì trentatre e mezzo ch'a misurato insue modello ch'a fatto fare Filippo di Ser Brunellesco, a ragione di soldi 20 il dì, da dì primo di setembre per insino a dì 22 d'otobre, monta lire trentatre e soldi dieci. lire 33, soldi 10."
Oltre a questo, abbiamo notizia di altri tre pagamenti, effettuati in favore di Bonaiuto di Pagholo, di Papi D'Andrea e di un certo Aliosso.
Si cominciò quindi a costruire il modello il primo di settembre 1418 e fu terminata il 22 ottobre dello stesso anno. Evidentemente il maestro aveva partecipato con soli disegni ed idee al concorso ed in seguito a questo l'Opera gli concesse di costruire il modello, certamente per verificarne l'attendibilità.
Il 20 dicembre 1418 si effettua uno stanziamento di lire dodici da assegnare ad "esperti" nell'arte del murare: "I... Tucio di Giovanni Maestro, e Jacopo il Rosso, e Cristofano Maestro, deono avere pertempo misono a vedere murare la chupoleta fa Filippo di Ser Brunellescho nell'Opera...".
La presenza di tre "supervisori" era sicuramente dovuta alla "originalità" e alla "unicità" del metodo di costruzione proposto dal Maestro, tanto insolito da meritarsi un rigido controllo da parte di persone di fiducia dei responsabili dell'Opera.
Per questo motivo sembra ragionevole sostenere che il Brunelleschi abbia veramente inventato un metodo costruttivo e che questo fosse così diverso dalle normali consuetudini da costituire un vero e proprio "segreto" in quanto la sua scoperta fu solo parzialmente resa nota e capita. Ne siano prova i numerosi tentativi di analizzarne a fondo i dettami già in quel tempo. Anche Lorenzo Ghiberti (1378-1455) produsse un modello per il concorso, ma a quanto ci risulta l'Opera si limitò a fornirgli solo dei semplici manovali, "senza controllarne la costruzione".
Insieme al Brunelleschi troviamo Donato di Niccolò di Betto Bardi (Donatello, 1383-1466) e Nanni d'Antonio di Banco (1383-1422). Poichè i due erano rispettivamente un abile scultore e orafo e un pittore, è probabile che abbiano aiutato Filippo Brunelleschi nella decorazione dell'esterno del modello di mattoni crudi allo scopo di migliorarne il risultato estetico per meglio sostenere il confronto con quello di Lorenzo Ghiberti che, costando 300 fiorini d'oro, era certamente ben rifinito.
Con questo si giunse al marzo del 1420, quando un nuovo bando invitò maestri ed esperti a consigliare e a giudicare un modello definitivo.
Nell'aprile dello stesso anno abbiamo un altro stanziamento per gli esperti che si adoperarono in tale giudizio. In questo documento si ricorda per la prima Giovanni di Gherardo da Prato, l'autore della pergamena che, giunta fino ai nostri giorni, costituisce una prova scritta di accusa nei confronti del Brunelleschi, "...Messer Giovanni da Prato dé avere forni 3 per disegni fatti, e sua faticha durata pé fatti della Cupola Grande..."
Sempre nell'aprile del 1420 abbiamo due altri importanti documenti.
"A.D. 1420 10 Aprile - Filipo di Ser Brunellesco, dé avere lire 2 soldi -, denari 8, PER FILO DI FERRO E CHORDE, per MISURE del modello fecie il deto Filipo."
"A.D. 1420 il dì 24 Aprile - a Filippo di SEr Brunellescho, fiorini 10 per sua fatica durata e tempo messo a far fare il modelo sechondo la 'ntenzione de 4 citadini della Chupola, e per iscioperio a raghunarsi insieme dé deti 4 citadini, cioè dal dì 20 novembre 1419 insino a questo dì."
"A.D. 24 aprile 1420 - A Lorenzo di Bartolo (Ghiberti), orafo, fiorini 10, ebe per la soprascripta chagione."
Da queste scritture possimo quindi stabilire che dal 20 novembre 1419 all'aprile del 1420 i candidati alla vittoria del concorso furono i soli Ghiberti e Brunelleschi che, con i loro modelli, avevano eliminato tutti gli altri concorrenti.
In seguito abbiamo notizia di stanziamenti fatti per la costruzione di un unico modello della cattedra con la cupola. Il risultato del concorso fu quindi la nomina, a capomaestri della Cupola, Brunelleschi e Ghiberti ai quali si aggiunse Battista D'Antonio.
Sembrerebbe giusto attribuire il progetto e la conseguente realizzazione della struttura ad entrambi, ma non sarebbe esatto. In tutti i documenti successivi e nei salari percepiti nel corso della costruzione della Cupola, Filippo Brunelleschi prevale su Lorenzo Ghiberti. L'assegnazione che i contemporanei fecero, e che la tradizione ha riportato, conferisce il merito dell'invenzione e della realizzazione della Cupola al solo Brunelleschi. La dedica del De Pictura nell'edizione in volgare, fatta da Leon Battista Alberti al Brunelleschi nel 1436, assegna a quest'ultimo il pieno ed esclusivo merito dell'impresa, relegando Lorenzo Ghiberti a semplice artista, anche se fra i più importanti di Firenze.
Siccome questo avvenne mentre Ghiberti e Brunelleschi erano in vita, non si spiega il motivo per cui l'Alberti potesse dimenticare di sottolineare pubblicamente i meriti del Ghiberti nel caso in cui li avesse.
Il manoscritto del biografo di Brunelleschi, Antonio di Tuccio Manetti (1422-1497), sottolinea chiaramente come l'invenzione e la costruzione della Cupola fossero merito del solo Brunelleschi. La sua opera si spinse addirittura al controllo dei materiali, della malte e a tutto quello che la prassi quotidiana dell'immane cantiere comportava.
Possiamo quindi senza ombra di dubbio attribuire a Filippo di ser Brunellesco il merito della invenzione della regola di costruzione della Cupola e la conseguente realizzazione strutturale, anche se i fatti del concorso sembrerebbero aggiungere all'impresa il Ghiberti. Questi fu solamente, con tutta probabilità, un "guardiano" prudente voluto dall'autorità comunale per garantire con la sua provata diplomazia una forma di controllo su un personaggio ombroso e caparbio come il Brunelleschi.
Via via che le invenzioni e l'operato del maestro prendono forma, aumenta la fiducia e la stima nei suoi confronti, la figura del Ghiberti viene sempre più oscurata fino a sparire del tutto.
Nel maggio del 1420 abbiamo un importante documento. Si tratta della copia della realizazione inerente i lavori per la Cupola che si pensa sia stata scritta dallo stesso Filippo Brunelleschi: " In prima - la Cupola, dallo lato di dentro lunga a misua di quinto acuto, negl'angoli, sia grossa nella mossa da piè braccia 3 e 3/4, e piramidalmente si muri...".
Da analisi e rilievi fatti sulla geometria della Cupola è risultato che la relazione è estremamente precisa nel descrivere il "sesto" della struttura. Infatti il "quinto acuto" esiste come "sesto" di curvatura solamente in corrispondenza degli spigoli "nel' angoli", nella parte interna "dallo lato di dentro", proprio come la relazione ci dice. Questo è dovuto al fatto che ogni singola vela è originata all'interno da una circonferenza (36 metri di raggio) nei due angoli che la sottendono, e che la circonferenza diventa un'ellisse, via via che da questi ci avviciniamo al centro della vela stessa. Il Maestro aveva calcolato a priori questa situazione e le essenziali parole con cui definisce la geometria della Cupola dimostrano la profondità dello studio eseguito a priori e la sua padronanza nei confronti di questo problema.
In pratica ci si trovava davanti a un enorme vuoto costituito dal piano di imposta ottagonale (che misura 45 metri di diagonale interna), con l'imposta della Cupola situata a 55,70 metri circa dal pavimento sottostante. In mancanza delle centine, la struttura doveva essere definita punto per punto nel corso del suo sviluppo. Come si poterono fissare questi punti attraverso tale vuoto? Come si riuscì a risolvere la geometria di una mole di quelle proporzioni in quelle condizioni di lavoro? Questi furono i veri problemi, così importanti da condizionare tutto il procedimento costruttivo. L'armatura di una volta è costituita da una serie di dispositivi lignei che, opportunamente sagomati, la sostengono nel corso della costruzione. Le armature hanno la funzione di sostenere le "centine" che servono a predefinire la forma - sesto della volta, guidando anche la messa in opera dei corsi di mattoni o di pietra e fornendo così un riferimento costante per le maestranze che la devono realizzare. Nel caso della cupola di Santa Maria del Fiore questi dispositivi dovevano raggiungere i 90 metri di altezza con uno sviluppo radiale in pianta di almeno 20 metri per ogni armatura di spigolo. A queste eccessive dimensioni va aggiunto il carico di 25000 tonnellate costituito dal peso proprio della Cupola.
Possiamo quindi concludere, come fu chiaro anche in occasione del concorso del 1418, che queste strutture erano impossibili da realizzare, non solo per l'enorme costo, ma soprattutto perché si sarebbero schiacciate alla base.
L'impossibilità di impiegare questi dispositivi impose quindi l'adozione di un sistema costruttivo particolare, diverso da ogni altro fino ad allora adottato per la costruzione di strutture simili. Questo sistema costruttivo influenzò profondamente anche l'aspetto tecnologico inerente le murature. Per esempio, il fatto che la Cupola dovesse autosostenersi impose l'adozione della "spina-pesce", consistente in corsi di mattoni longitudinali a struttura elicoidale che troviamo inglobati nei filari trasversali "a corda blanda".