Lo hizo con cálculo y previsión. Todavía hoy no sabemos exactamente cómo. Por eso le tengo miedo a esta clase. Él guardó con gran cuidado los secretos de su construcción, pues temía que Guiberti, su rival, se aprovechase de su sabiduría. Por eso, apenas tenemos más argumentos que lo que tenemos delante, el cuerpo del delito, lo que está sobre el prisma octogonal horadado por las ocho óculos o ventanas circulares, es decir: la maravillosa doble cúpula y su linterna culminante.
Ésta, al parecer, fue la historia del edificio: Arnolfo di Cambio había construido los pies de la catedral en el siglo anterior, por lo que al principio del siglo XV se planteaba la necesidad de concluir la cabecera. Hay quien dice que, además, hubo otro arquitecto intermedio, llamado Francesco Talenti, a fines del siglo XIV, que construyó un tambor de planta octogonal que creaba un hueco inmenso, pues su anchura de 40 metros equivalía a la suma de la nave central y de las dos laterales, y a una altura tal que construir andamios desde el suelo resultaba muy caro y arriesgado.
Con Talenti o sin Talenti, Brunelleschi, que había perdido ya un concurso ante Guiberti (el famoso de las segundas puertas del Baptisterio), se presenta a un segundo concurso para acabar la cabecera en 1418 y lo gana con el proyecto de la cúpula, que en realidad son dos cascarones que se forman cada uno por ocho bóvedas esquifadas, triángulos convergentes, entre nervios de mármol blanco, que producen en conjunto una forma semejante al de una semiesfera, y que dejan un espacio hueco intermedio en el que se introducen ligaduras de hierro y vigas de madera que enlazan entre sí las dos estructuras (la exterior ligeramente apuntada).
Sobre este hueco, a partir de 1446, se construye la linterna con forma de prisma de base octogonal, proyectada por el mismo Brunelleschi, horadada de ventanas que iluminan y rodeada por ocho contrafuertes, que elevan el conjunto otros 15 m. El artista muere ese mismo año y más de diez antes de que se concluyan los trabajos con el tejado cónico realizado por Verrochio en 1469. La imponente cúpula se remata aún más tarde con las tejas exteriores que impiden su deterioro e introducen al conjunto entre la masa roja de los tejados de Florencia.
A más de 110 metros de altura la obra domina el paisaje de la ciudad y recuerda con su forma semejante a la de una semiesfera al Panteón de Roma. Con su altura, y su complicado sistema de construcción la obra expresa que no hay meta imposible para la ciencia y el arte florentino, que los orgullosos ciudadanos de la rica e industriosa ciudad de Florencia no se detienen ante los problemas. El muy rico gremio de la lana paga y los mejores artistas del mundo responden, creando un arte que recuerda con orgullo la armonía y el pragmatismo de sus antecedentes romanos, ese arte arquitectónico que midió y estudió Brunelleschi con todo detenimiento en su juventud y que ahora renace con su obra en el Quattrocento florentino.
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