Storia dell'architettura

L'architettura del ferro

L'architettura del ferro deriva da uno sviluppo tecnologico causato dagli effetti della rivoluzione industriale. Questa causò la produzione e diffusione di nuovi materiali in ambito edilizio come ferro, ghisa e vetro, rivoluzionando quindi sia il metodo di costruire sia la tipologia edilizia. Gli architetti vengono quindi sostituiti dagli ingegneri in quanto hanno preparazioni più tecniche che artistiche. Tuttavia, nonostante questo cambio di figura e nonostante l'introduzione di nuovi materiali, non si viene a creare uno stile completamente autonomo dai revival dell'800. Caso emblematico è la torre Eiffel, dove gli archi che partono dalla base della torre fino al primo livello posto a 50 metri non hanno funzione strutturale ma risultano appesi alla struttura stessa rappresentando quindi una sorta di dipendenza dalle forme classiche.

Applicazioni e diffusione

Le applicazioni maggiori dell'architettura del ferro si hanno per la costruzione di tutte quelle strutture che richiedono ampi spazi, quindi serre, ponti, stazioni ferroviarie, padiglioni, gallerie per le esposizioni pubbliche. Mentre i luoghi in cui si ha una maggiore diffusione di questo stile architettonico sono principalmente Francia ed Inghilterra, con a seguire Stati Uniti d'America e Italia. In Inghilterra, l'opera che riscosse più successo fu la realizzazione del Crystal Palace nel 1851 da Joseph Paxton per ospitare la prima esposizione universale. Fu proprio l'Inghilterra a promuovere la prima esposizione universale per iniziativa del principe Alberto che decise di creare 4 sezioni di mostra: materiali, macchine, manifattura e belle arti, destinando la realizzazione dell'edificio in Hyde Park come destinazione temporanea per poi spostarlo in Sydenham Hill l'anno seguente.

Il primo concorso vide la partecipazione di 240 candidati e il francese Horeau e l'irlandese Turner furono coloro che riscontrarono maggior successo, proponendo edifici interamente fatti in ferro e vetro. Tuttavia, a causa della difficoltà nel riuso dei componenti prefabbricati da loro progettati, vennero considerati irrealizzabili. Il concorso prevedeva di massimizzare l'area di esposizione con la minima spesa, lo spazio interno era da dividere in 4 aree di esposizioni e vi doveva essere la salvaguardia degli alberi secolari del parco. Così il comitato decise di fornire un progetto base per poi farlo elaborare da vari architetti fra cui vi fu Joseph Paxton, famoso costruttore di serre, che permise la realizzazione dell'edificio con materiali prefabbricati in 4 mesi.

L'impresa è l'entità produttiva che si prende la responsabilità della realizzazione dell'opera, così l'impresa degli ingegneri Henderson e Fox chiesero un corrispettivo economico di 79,700 sterline. Il cantiere prevedeva carri per il trasporto delle colonne in ghisa, il tiro in elevazione delle colonne mediante l'uso di cavalli e i ricoveri per le maestranze. Vennero impiegate 3300 colonne in ghisa, 34 miglia di tubature per lo scarico, 2224 travi e 1128 pilastri. Sulla sommità venne montato un carrello mobile che permise quindi un veloce posizionamento delle lastre di vetro sul tetto, tanto che vennero posate 18332 lastre di vetro della navata principale in una settimana. L'organizzazione del lavoro doveva essere fatto in modo da avere fasi sequenziali nella posa delle strutture impiegando squadre di lavoratori specializzati nel montaggio di travi e archi con cicli giornalieri lavorativi di 18 ore. La posa della struttura finì con il montaggio delle arcate in legno per sormontare gli alberi esistenti.

La struttura geometrica in sé non aveva nulla di innovativo ma l'uso del ferro permetteva l'eliminazione dei pilastri e muri portanti, per cui quasi tutta la superficie esterna poté essere realizzata quasi interamente in vetro. La costruzione si compone di una navata centrale gradinata lunga oltre mezzo chilometro, nella quale si innesta un transetto coperto con una gran volta a botte in ghisa e vetro, appositamente costruita al fine di non abbattere alcuni alberi secolari. Gli elementi verticali interni assorbivano le funzioni statiche portando solai e copertura, mentre traversi disposti all'interno dell'involucro assorbivano i carichi orizzontali dovuti all'azione del vento.

L'utilizzo del ferro, per le caratteristiche di prefabbricazione e assemblaggio meccanico delle componenti edilizie, favorì la reversibilità delle strutture conferendo allo stesso tempo stabilità e leggerezza. Per minimizzare ulteriormente i carichi generati dalle lastre di vetro sull'orditura secondaria e per diminuire, anche dal punto di vista della percezione visiva, il rapporto fra il sistema a telaio e le superfici trasparenti venne adottata una posa delle lastre a formare un sistema di cuspidi.

Per quanto riguarda il progetto delle strutture portanti venne applicata l'ingegneria delle prime grandi opere infrastrutturali, ovvero le strutture a telaio in ferro utilizzate per i ponti. Sistema che cambiò i canoni tradizionali dell'architettura in quanto le strutture verticali esterne perdendo la funzione portante dei carichi dell'edificio diventano strutture appese con lo scopo di proteggere l'ambiente interno dalle avverse condizioni climatiche. Lo spessore e il peso di questi tamponamenti diminuiscono per gravare il meno possibile sulle strutture portanti.

L'esposizione di Parigi del 1889

In Francia, si ha l'esposizione di Parigi del 1889 con la costruzione della Torre Eiffel che prende il nome dal suo costruttore Gustave Eiffel. La sua sagoma è "imposta dalla natura" in quanto a causa della sua altezza di 300 metri circa l'edificio necessitò di una struttura piramidale con la struttura che rimase scheletrica, quindi senza rivestimento, in modo da non opporsi al passaggio di aria. Alla base la torre si erge su 4 piloni reticolari (come l'intera torre in ferro battuto da oltre 300 metalmeccanici che assemblarono 18038 pezzi di ferro usando 2 milioni e mezzo di bulloni sostituiti poi con rivetti incandescenti) fino al primo piano alla quota di 57 metri da cui partono altri 4 piloni fino a 115 metri da cui partono altri 3 piloni per poi fondersi in un solo traliccio fino alla quota di 247 metri.

La torre è munita di scale e ascensore, al primo livello ora vi è un ristorante, mentre al terzo livello vi era lo studio di Eiffel dove ora vi troviamo le statue di Eiffel ed Edison in occasione della presentazione di un fonografo da parte di Edison. Inizialmente si prevedeva lo smantellamento della torre Eiffel, ma l'impatto positivo nella città fu tale da cambiare i piani lasciandola intatta in quanto avrebbe cambiato il panorama di Parigi.

L'architettura del ferro in Italia

In Italia, gli effetti della rivoluzione industriale non furono immediati in quanto, rispetto al resto d'Europa, si era ancora arretrati, riferimento alla politica, da poco si era uniti (17 marzo 1861) differenze culturali. Fra i tanti architetti che tentarono di imitare l'arte del tempo francese, vi fu Giuseppe Mengoni che ottenne successo in tutta Europa con la realizzazione della Galleria Vittorio Emanuele II di Milano ideata con una navata unica obliqua. I 4 bracci che sostengono la struttura sono in vetro e ghisa posti in un ottagono nel centro della galleria sormontato da una cupola. Accanto a queste strutture si contrappongono le pesanti e robuste murature. Nel 1877 Mengoni morì cadendo dall'impalcatura e l'opera venne conclusa per permettere l'esposizione.

Gli ingegneri del Rinascimento

Il Rinascimento è un periodo artistico e culturale della storia d'Europa basato su una nuova concezione del mondo e dell'individuo sviluppando le idee dell'umanesimo. Siamo nel XIV - XV secolo, si hanno evoluzioni dal punto di vista politico con l'espansione dell'impero ottomano e la nascita di monarchie come in Francia, Inghilterra e Spagna. È il periodo della scoperta del "nuovo mondo" ovvero le Americhe quindi si hanno espansioni coloniali che oltre a spostare l'economia mercantile su scala mondiale, quindi in centro del commercio, si sposta dal mar Mediterraneo all'oceano Atlantico.

Un aspetto del Rinascimento può essere definito rinascimento delle macchine il cui principale riferimento è Brunelleschi e Leonardo da Vinci. Si ha la figura dell'artista-ingegnere con un ruolo socialmente attivo ricercato dai committenti più autorevoli (pontefici, principi e penisole), quindi ben retribuito e considerato come uno dei più prestigiosi ornamenti della corte. A loro è affidato il compito di progettare e costruire regge, palazzi, canali di navigazione, dighe, fortificazioni, strumenti bellici, acquedotti efficienti, macchine per cicli produttivi opere di pittura, disegno decorazioni e così via.

In questo periodo storico si ha la concentrazione delle persone a vivere in città attribuendo all'ingegnere-artista un ruolo socialmente ben visto e attivo, quindi capace di confrontarsi con più realtà motivo per cui gli artisti ingegneri si trasformarono da operatori indotti (basati sull'umanesimo) a autori di testi concepiti su modelli classici (principalmente il De Architettura di Vitruvio). Nacque quindi un nuovo genere letterario non più basato su un semplice testo ma basato sul dialogo che c'è fra il testo e immagini ricche e suggestive. Quindi il disegno, nel Rinascimento, inizia ad avere un ruolo concreto. Per assimilare la cultura classica gli artisti-ingegneri chiesero aiuto agli umanisti contraccambiando spiegando come decifrare i passi nei quali sono descritte le macchine o strutture architettoniche.

Brunelleschi e la costruzione della cupola in santa maria del fiore a Firenze

Come inizio del periodo rinascimentale italiano abbiamo la città di Firenze. In particolare la costruzione della Cupola di Santa Maria del Fiore. Di Brunelleschi (1377-1446) non abbiamo alcuna traccia scritta, ne sono giunti dei disegni, quindi di lui è giusto il detto: "di lui parlano le sue opere". Di lui è nota la sua attività di orefice e ci sono testimonianze sulla sua maestria di orologiaio. Mentre sulle sue opere di ingegneria-militare, nel 1428 Firenze era in guerra contro Lucca, quindi fu incaricato di deviare le acque del Serchio per allagare Lucca con esito negativo e disastroso in quanto non allagò Lucca ma il campo dell'armata di Firenze.

Altri documenti dimostrano l'impegno di Brunelleschi nella progettazione nel 1421 di un battello per risalire l'Arno contro corrente per trasportare le lastre di marmo da Carrara a Firenze ed anche in questo caso l'esito fu negativo. Si ha memoria del suo talento negli effetti speciali per cerimonie e festività come l'interpretazione del Paradiso facendo muovere angeli interpretati da bambini fluttuanti per il soffitto. Fu il massimo esponente del suo periodo storico ma non l'unico. Infatti si può citare Ghiberti (suo nemico storico) con il quale collaborò alla costruzione della cupola.

L'edificazione della cupola

L'inizio della costruzione avvenne nel 1420 a seguito di concorsi pubblici ai quali parteciparono molti tecnici. Il modello di Brunelleschi suscitava diffidenza da parte delle autorità in quanto prevedeva di voltare la cupola senza centine di sostegno con conseguenza risparmio di legname e velocità di esecuzione ma dubbi sul fatto di doversi sostenere da sola. Motivo per cui l'incarico venne affidato alla coppia Brunelleschi-Ghiberti con pari stipendio quindi con pari potere decisionale per poi con il progredire del tempo affidare il pieno incarico a Brunelleschi. L'opera venne conclusa in 15 anni tuttavia non è ancora ben noto il reale metodo usato per mantenere costante l'inclinazione della cupola (sesto di quarto acuto per l'esterno e sesto di quinto acuto per l'interno).

L'organizzazione del cantiere era ovviamente ben efficiente. Il peso complessivo si aggira intorno alle 37,000 tonnellate che insieme ad attrezzi malta acqua e ponteggi raggiungeva le 40,000. L'imposta della cupola si trova a 50 metri di altezza mentre l'occhio di chiusura a 90 metri. I giorni lavorativi in un anno erano circa 200 a causa di maltempi etc, quindi complessivamente 3000 giorni. Insomma numeri ad identificare il notevole lavoro nell'organizzazione del cantiere. L'opera fu conclusa in seguito alla morte di Brunelleschi con il posizionamento della lanterna sempre da lui progettata.

Le macchine di Brunelleschi

Grazie a Ladislao Reti, Gustina Scaglia e Frank Prager si ha una documentazione delle macchine ideate da Brunelleschi per la realizzazione della cupola. Ad esempio: la gru dal lanterna poggia internamente sulla struttura da edificare. Nella prima fase la base ottagonale della gru poggia internamente alla muratura passando per le finestre per poi essere progressivamente sollevata mediante dispositivi a vite man mano che la muratura avanza. Nella seconda fase si usò la stessa macchina con l'aggiunta di un verricello per il posizionamento della sfera e della croce.

Brunelleschi ideò fra le altre macchine, la "colla grande" capace di sollevare pesi notevoli per riposizionarli dove serviva. Era una macchina che garantiva tre diverse velocità di sollevamento e inoltre lavorare a ciclo continuo passando da macchina per sollevare a macchina per discendere pesi senza bisogno di staccare e riattaccare in senso opposto i buoi da traino. Da osservare anche la scelta dei materiali della macchina ovvero la parte esposta alle intemperie in castagno mentre le parti soggette ad usura in quercia (molto resistente) o in bronzo.

La cupola del Brunelleschi

La nuova cattedrale La costruzione della Cupola è ideata in sostituzione dell'antica fabbrica di Santa Reparata. La nuova cattedrale intitolata a Santa Maria del Fiore, unisce i nomi della Madre di Dio e il simbolo della città di Firenze ideata per accogliere il numero crescente di fedeli e per corrispondere al nuovo potere politico ed economico che la città di Firenze andava acquisendo. Nel 1321 il controllo dei lavori fu affidato a 5 Consoli delle 7 Arti maggiori fiorentine (Calimala, Cambio, Lana, Seta, Medici e Speziali) con turni di un anno per poi essere assegnati in via definitiva nel 1331 ai rappresentanti della Lana. Inizialmente i lavori procedevano molto lentamente tanto che nel 1357 venne approvata una delibera che definiva un edificio a 3 navate, lunghezza totale 164 braccia e una cupola di 72 braccia.

Nel 1367 una commissione di 8 esperti (gli otto mestri e dipintori) su richiesta degli operai elaborò un progetto della chiesa e della cupola ottagonale di altezza 144 braccia. Tuttavia, non forniva indicazioni sulle tecniche costruttive per la cupola. Quindi vennero aperti dei veri e propri bandi pubblici ai quali poteva partecipare chiunque. Così: nel maggio 1417 venne pagato Brunelleschi per il suo disturbo nel fare i disegni; 30 giugno venne retribuito un matematico in dimostrazione del fatto che si discuteva sugli aspetti proporzionali geometrici.

Brunelleschi e Ghiberti presentano dei modellini non in legno bensì in muratura avvalendosi della collaborazione con Donatello e Nanni di Banco (due muratori) il primo ed il legnaiolo Bartolomeo dallo Studio il secondo. L'opera incarica 3 maestri muratori per verificare se il progetto presentato da Brunelleschi risulti effettivamente praticabile specialmente nel realizzare la cupola senza centina di sostegno. Tuttavia il concorso si chiuse senza vincitori. Nel 1419 venne istituita la carica ufficiale della cupola riservata a 4 membri dell'arte con il compito di supervisionare l'operato. Nel marzo 1420 venne aperto un nuovo bando nel quale non sono richiesti modelli ma disegni e consigli utili all'elaborazione di un unico modello. Il 16 aprile 1420 venne conferita la carica di provveditore della cupola a Brunelleschi, Ghiberti e Battista d'Antonio con salario mensile di 3 fiorini e stilazione dei rispettivi compiti.

Il progetto di Brunelleschi venne approvato in via definitiva nel luglio 1420 nel quale sono ben visibili la calotta interna ed esterna, l'intercapedine fra le due calotte, i camminamenti intermedi anulati collegati da scale per garantire un percorso interno. Brunelleschi sin da subito ebbe una presenza continua sul cantiere e soprattutto più determinante, tanto che nel luglio 1425 Ghiberti viene sospeso dall'incarico mentre il salario di Brunelleschi viene portato a 100 fiorini annui. Per poi essere dal 1433 unico responsabile del progetto affiancato da Battista D'Antonio nella scelta dei materiali.

La manodopera e il cantiere

Uno dei primi segnali di distacco dalla cultura del Trecento è il mancato pagamento della tassa di iscrizione all'Arte dei Maestri di Pietra e Legname cosa che costò a Brunelleschi la galera da cui fu immediatamente rilasciato per volontà dell'Opera del Duomo.

L'organizzazione del lavoro si basava già sull'esperienza fatta per la costruzione della Cattedrale ed è uno dei motivi per cui i costi furono contenuti rispetto a un'organizzazione differente. In particolare vi era un'ottima organizzazione di reperimento dei materiali potendo sfruttare le foreste del Casentino e le cave di Campiglia. I lavoratori erano reclutati attraverso un'estrazione a sorte, il salario era direttamente proporzionale al ruolo occupato e dal numero di ore giornaliere lavorative e soprattutto dalla qualità del servizio reso, con pochi lavoratori che avevano garantito una continuità lavorativa annua. Sono vincolati al rispetto di precise e severe norme di comportamento pena l'esclusione dal ruolo.

Il cantiere era ovviamente organizzato nelle vicinanze della Cupola in cui si aveva il deposito di materiali e di macchine da cantiere. Ci sono anche dei cantieri di minore rilevanza dove ci sono depositi di materiali come legname e marmo protetti da tettoie. In un casolare è allestita una fucina di fabbro per creare ferri (in particolare catene) e provvedere alla manutenzione degli attrezzi da lavoro. In via Ghibellina si trova la fornace che l'opera acquistò.