Cupola del Pantheon con l'oculus centrale e i cassettoni a trapezio che riducono il peso strutturale della volta

Prima dei romani, architetti greci ed egizi usavano architravi rettilinei che limitavano le dimensioni. I romani perfezionarono l'arco etrusco creando volte a crociera e cupole monumentali. Il Pantheon, con 43,3 metri di diametro, rimane la più grande cupola in calcestruzzo non armato mai costruita. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

🎧 Ascolta questo articolo

La meccanica dell'arco e le centine
Un arco è una struttura curva composta da conci, blocchi a cuneo, convergenti verso un punto centrale. La chiave di volta, l'ultimo concio inserito in cima, chiude l'arco distribuendo il peso lateralmente verso i piedritti, i supporti verticali. La genialità sta nella trasformazione: il peso verticale diventa spinta obliqua, che viene assorbita dai muri laterali o da contrafforti.

Durante la costruzione, i romani erigevano centine, impalcature lignee curve che sostenevano i conci fino alla posa della chiave di volta. Una volta completato, l'arco diventava autoportante e la centina poteva essere rimossa e riutilizzata. Le impronte delle centine sono ancora visibili in molti edifici romani: nei teatri di Ostia e Orange si vedono i fori dove le travi di sostegno erano inserite nelle murature.

Dalla volta a botte alla volta a crociera
Se l'arco è bidimensionale, la volta è tridimensionale, un arco esteso in profondità. I romani svilupparono diverse tipologie. La volta a botte, la più semplice, è un arco prolungato longitudinalmente. Le Terme di Caracalla utilizzano volte a botte larghe 25 metri che coprono le piscine monumentali. Il problema era la spinta laterale continua, che richiedeva muri perimetrali massicci.

La volta a crociera è l'intersezione di due volte a botte perpendicolari. Questa soluzione geniale concentra le spinte sui quattro angoli anziché lungo tutta la parete, permettendo di aprire grandi finestre sui lati. La Basilica di Massenzio mostra tre campate con volte a crociera alte 35 metri, ciascuna coperta da cassettoni che riducevano il peso complessivo di centinaia di tonnellate.

Il Pantheon e la gradazione dei materiali
L'apice dell'ingegneria voltata romana è la cupola del Pantheon, completata sotto Adriano nel 125 dopo Cristo. Con un diametro interno di 43,3 metri, rimane la più grande cupola in calcestruzzo non armato mai costruita. Neppure Brunelleschi, 1.300 anni dopo, riuscì a superarla in dimensioni con la cupola di Santa Maria del Fiore di 42 metri.

Gli ingegneri romani ridussero progressivamente il peso della struttura dall'imposta alla sommità. Alla base, il calcestruzzo conteneva aggregati di travertino e tufo con densità di 1.900 chilogrammi per metro cubo, a metà altezza tufo e scaglie di mattoni con 1.650 chilogrammi per metro cubo, nella calotta superiore pomice vulcanica leggerissima con 1.350 chilogrammi per metro cubo. Questa variazione riduceva le tensioni strutturali.

Cassettoni, oculus e archi di scarico nascosti
La superficie interna presenta 140 cassettoni a trapezio disposti in cinque anelli concentrici. Non sono decorativi: riducono il peso di circa il 30 percento eliminando materiale nelle zone meno sollecitate strutturalmente. La loro geometria trapezoidale crea un effetto prospettico che amplifica la percezione di altezza.

L'apertura circolare sommitale, l'oculus di 9 metri di diametro, è circondata da un anello di scarico in bronzo che distribuisce le tensioni. Controintuitivamente, questo vuoto rafforza la struttura: elimina peso proprio nel punto di massima compressione e le tensioni si scaricano radialmente verso il tamburo sottostante.

Nella muratura del tamburo cilindrico che sostiene la cupola sono incorporati otto grandi archi in laterizio, invisibili dall'esterno. Questi assorbono e redistribuiscono le enormi spinte della cupola, stimate in 4.500 tonnellate, verso otto pilastri massicci integrati nel muro circolare.

Tecniche costruttive e curiosità
La cupola fu probabilmente costruita con una centina rotante, un'impalcatura lignea pivotante che veniva progressivamente sollevata durante la posa del calcestruzzo. Il getto avvenne in anelli orizzontali successivi, ognuno lasciato indurire prima del successivo per evitare che il peso eccessivo collassasse la struttura prima della presa completa.

Recenti analisi hanno rivelato che la cupola non è perfettamente emisferica, ma leggermente appiattita: il rapporto altezza raggio è 0,98 anziché 1. Questo probabilmente compensa l'assestamento strutturale e riduce le tensioni di trazione nella calotta.

Per garantire che i conci non scivolassero prima della presa del calcestruzzo, i romani talvolta usavano code di rondine in bronzo, grappe metalliche che collegavano i blocchi adiacenti. Nel Colosseo ne sono state trovate centinaia, molte sradicate nel Medioevo per recuperare il metallo.

La tecnologia delle volte e cupole romane si perse quasi completamente dopo il sesto secolo. Il Medioevo tornò alle coperture lignee o a volte ben più piccole. Solo con il Rinascimento, studiando ossessivamente le rovine romane, architetti come Bramante e Michelangelo riscoprirono questi principi, inaugurando la nuova stagione delle grandi cupole.

 

Nessun commento trovato.

Disclaimer
L'indirizzo IP del mittente viene registrato, in ogni caso si raccomanda la buona educazione.